CN114194283A - 转向操作控制装置 - Google Patents
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Abstract
本文公开了一种转向操作控制装置。转向操作控制装置(1)控制作为受控对象的转向操作装置(2),该转向操作装置(2)具有切断转向操作部(4)与转向部(6)之间的动力传递的结构。转向操作控制装置(1)包括中央处理单元。中央处理单元被配置成在行驶状态量和转向操作状态中的至少一个是指示目标转向对应角度不改变的状态量的情况下执行减小处理。该减小处理是减小要供应至转向马达(33)的驱动电流的处理。
Description
技术领域
本发明涉及转向操作控制装置。
背景技术
日本未审查专利申请公开第2019-59392(JP 2019-59392A)描述了一种线控转向型转向操作装置。该线控转向型转向操作装置被配置成使得转向操作部与转向部之间的动力传递被切断。转向操作部连接至方向盘,并且转向部被配置成响应于输入至转向操作部的转向而使转向轮转向。转向操作控制装置被配置成控制作为受控对象的线控转向型转向操作装置,该转向操作控制装置包括转向控制部,该转向控制部被配置成控制向转向部施加转向力的转向马达的操作。转向力是使转向轮转向的力。转向控制部通过执行使转向轮的转向角跟随根据驾驶员的转向而计算的目标转向角的转向角反馈控制,来计算供应至转向马达的驱动电流的目标值。转向控制部基于要供应至转向马达的驱动电流的目标值来控制转向马达的操作。
发明内容
转向轮在使转向轮转向的力与路面的摩擦力平衡的位置处保持静止。路面的摩擦力根据路面状况而改变。因此,在使转向轮转向的力与路面的摩擦力平衡时的转向角可能偏离目标转向角。在这种情况下,在目标转向角与转向角之间产生差值。例如,即使当车辆暂时停止并且方向盘处于转向操作保持状态或放手状态时,转向控制部计算用于驱动电流的目标值,该目标值减小目标转向角与转向角之间的差值。然而,当该差值较小时,假设这样的情况:即使当根据差值将驱动电流供应至转向马达时,这样保持静止的转向轮的位置也不会改变。在这种情况下,由于目标转向角与转向角之间不断产生的差值,驱动电流可能持续流入转向马达。
本发明提供一种能够降低功耗的转向操作控制装置。
根据本发明的一个方面的转向操作控制装置是被配置成对作为受控对象的转向操作装置进行控制的转向操作控制装置。转向操作装置具有切断转向操作部与转向部之间的动力传递的结构。转向操作部连接至方向盘,并且转向部被配置成响应于输入至转向操作部的转向而使转向轮转向。转向操作控制装置包括中央处理单元,该中央处理单元被配置成:控制转向马达的操作,该转向马达被配置成向转向部施加转向力,该转向力是使转向轮转向的力;通过执行转向角反馈控制,使得实际转向对应角跟随作为转向轮的转向角的目标值的目标转向对应角,来计算作为要供应至转向马达的驱动电流的目标值的转向目标电流值;基于转向目标电流值来控制转向马达的操作;执行减小要供应至转向马达的驱动电流的减小处理;以及在行驶状态量和转向操作状态量中的至少一个是指示目标转向对应角不改变的状态量的情况下,执行减小处理,行驶状态量指示主车辆的行驶状态,转向操作状态量指示主车辆的转向操作状态。
在行驶状态量指示目标转向对应角不改变的情况下,或者在转向操作状态量指示目标转向对应角不改变的情况下,当使转向轮转向的力与路面的摩擦力平衡时,转向对应角不改变。此时,在目标转向对应角与转向对应角之间可能产生差值。在这方面,假设目标转向对应角不改变的状态是转向马达对转向轮施加转向力以使转向轮转向的需求较低的状态。在上述配置中,在行驶状态量指示目标转向对应角不改变的情况下,或者在转向操作状态量指示目标转向对应角不改变的情况下,执行减小要供应至转向马达的驱动电流的减小处理。由此,能够在使转向轮转向的力与路面的摩擦力平衡时抑制供应至转向马达的驱动电流,该驱动电流是当转向角偏离目标转向角时产生的。
在上述方面中,在作为行驶状态量的车辆速度是包括主车辆的停止状态的低车辆速度的情况下,中央处理单元可以被配置成确定行驶状态量对应于指示目标转向对应角不改变的状态量,并且中央处理单元可以被配置成执行减小处理。
在上述配置中,与车辆速度为高车辆速度的情况相比,在车辆速度为低车辆速度的情况下,转向马达可能难以进入转向马达向转向轮施加转向力以使转向轮转向的状态。因此,在车辆速度为低车辆速度的情况下,能够使执行减小处理的状态更合适。
在上述方面中,在转向操作状态量的值指示方向盘处于转向操作保持状态或者方向盘处于放手状态的情况下,中央处理单元可以被配置成确定转向操作状态量对应于指示目标转向对应角不改变的状态量,并且中央处理单元可以被配置成执行减小处理。
在上述配置中,在转向操作状态量的值指示方向盘处于转向操作保持状态或者方向盘处于放手状态的情况下,假设驾驶员没有向转向操作部中输入转向以改变转向对应角。在这种情况下,与诸如驾驶员切入方向盘的情况之类的情况相比,转向轮可能难以进入通过接收来自转向马达的转向力而使转向轮转向的状态。因此,在转向操作状态量的值指示方向盘处于转向操作保持状态或者方向盘处于放手状态的情况下,能够使执行减小处理的状态更合适。
在上述方面中,中央处理单元可以被配置成根据转向操作部的转向输入来计算目标转向对应角,并且中央处理单元可以被配置成在减小处理中使目标转向对应角接近实际转向对应角。
在上述配置中,当目标转向对应角接近转向对应角时,可以减小目标转向对应角与转向对应角之间的差值。在上述配置中,中央处理单元可以被配置成基于目标转向对应角和实际转向对应角来计算偏移角,该偏移角是通过其使目标转向对应角接近实际转向对应角的量。中央处理单元可以被配置成通过将偏移角加至目标转向对应角或者从目标转向对应角中减去偏移角来校正目标转向对应角。中央处理单元可以被配置成基于校正后的目标转向对应角来计算转向目标电流值。
在上述配置中,中央处理单元可以被配置成基于行驶状态量和转向操作状态量来校正在当前计算周期中计算的偏移角。中央处理单元可以被配置成通过将校正后的偏移角加至目标转向对应角或者从目标转向对应角减去由此校正的偏移角来校正目标转向对应角。
在上述配置中,路面的摩擦力根据路面状况而改变,并且因此,目标转向对应角与转向对应角之间的差值每次都变化。因此,假设用于减小目标转向对应角与转向对应角之间的差值的适当的偏移角每次都变化。鉴于此,偏移角校正部在每个计算周期校正偏移角。由此,能够适当地校正目标转向对应角,使得目标转向对应角接近转向对应角。
在上述配置中,中央处理单元可以被配置成基于行驶状态量和转向操作状态量中的至少一个来改变用于减小偏移角的校正量。
例如,在指示车辆以相对高的车辆速度行驶的行驶状态量的情况下,或者在指示被配置成使转向轮转向的转向部正在使转向轮转向的转向操作状态量的情况下,即使当使用于减小偏移角的校正量变大并且由此变大的校正量对于驾驶员表现为转向部的意外移动时,可以说该移动作为不舒适感难以传递至驾驶员。鉴于此,上述配置考虑了行驶状态量或转向操作状态量,并且因此,上述配置能够有效地设计出在抑制驾驶员的不舒适感的同时尽快消除偏移角的方式。
在上述配置中,在执行减小处理的状态下,在行驶状态量和转向操作状态量中的至少一个是指示目标转向对应角改变的状态量的情况下,中央处理单元可以被配置成结束执行减小处理。当执行减小处理的状态转变至不执行减小处理的状态时,中央处理单元可以被配置成逐渐减小偏移角的绝对值。
在上述配置中,通过逐渐减小使目标转向对应角与转向对应角接近的偏移角的绝对值,目标转向对应角缓慢改变。这使得能够从执行减小处理的状态缓慢地转变为不执行减小处理的状态。
利用上述方面,可以降低功耗。
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是示出线控转向型转向操作装置的示意性配置的图;
图2是示出转向操作控制装置的示意性配置的框图;
图3是示出轴向力计算部的示意性配置的框图;
图4是示出减小处理部的示意性配置的框图;以及
图5是示出偏移角校正部的示意性配置的框图。
具体实施方式
将参照附图描述转向操作控制装置的一个实施方式。如图1所示,作为要由转向操作控制装置1控制的受控对象的转向操作装置2被配置为线控转向型转向操作装置。转向操作装置2包括转向操作部4以及转向部6,转向操作部4被配置成由驾驶员经由方向盘3进行转向,转向部6被配置成响应于由驾驶员输入至转向操作部4的转向而使转向轮5转向。
转向操作部4包括:转向操作轴11以及转向操作致动器12,方向盘3固定至转向操作轴11,该转向操作致动器12经由转向操作轴11对方向盘3施加转向操作反作用力,该转向操作反作用力是抵抗驾驶员进行转向的力。转向操作致动器12包括转向操作马达13以及转向操作减速器14,转向操作马达13用作驱动源,转向操作减速器14被配置成使转向操作马达13的旋转减速并且将旋转传递至转向操作轴11。作为本实施方式的转向操作马达13,例如采用三相无刷电机。
转向部6包括第一小齿轮轴21和齿条轴22,齿条轴22连接至第一小齿轮轴21。第一小齿轮轴21和齿条轴22以预定的交叉角放置。第一齿条和小齿轮机构23通过形成在第一小齿轮轴21上的小齿轮齿21a与形成在齿条轴22上的第一齿条齿22a啮合而构成。第一小齿轮轴21是能够将其旋转转换成转向轮5的转向角的旋转轴。相应的拉杆24连接至齿条轴22的相对端。拉杆24的相应远端分别连接至右转向轮5和左转向轮5组装到的相应的转向节(未示出)。
转向部6包括转向致动器31,该转向致动器31用于向齿条轴22施加使转向轮5转向的转向力。转向致动器31经由第二小齿轮轴32向齿条轴22施加转向力。转向致动器31包括转向马达33以及转向减速器34,转向马达33用作驱动源,转向减速器34用于使转向马达33的旋转减速并且将旋转传递至第二小齿轮轴32。第二小齿轮轴32和齿条轴22以预定的交叉角放置。第二齿条和小齿轮机构35通过形成在第二小齿轮轴32上的第二小齿轮齿32a与形成在齿条轴22上的第二齿条齿22b啮合而构成。
在这样配置的转向操作装置2中,响应于驾驶员的转向操作,转向轮5的转向角改变,使得第二小齿轮轴32被转向致动器31驱动而旋转,并且第二小齿轮轴32的旋转经由第二齿条和小齿轮机构35转换成齿条轴22的轴向移动。此时,抵抗驾驶员进行转向的转向操作反作用力从转向操作致动器12施加至方向盘3。
下面描述转向操作装置2的电气配置。转向操作控制装置1连接至转向操作马达13和转向马达33。转向操作控制装置1控制转向操作马达13和转向马达33的操作。转向操作控制装置1包括中央处理单元(CPU)和存储器(未示出)。转向操作控制装置1执行各种控制,使得CPU以每个预定计算周期执行存储在存储器中的程序。
用于检测向转向操作轴11施加的转向操作扭矩Th的扭矩传感器41连接至转向操作控制装置1。扭矩传感器41被设置成比转向操作轴11与转向操作减速器14的连接部更靠近方向盘3。扭矩传感器41基于设置在转向操作轴11的中间的扭杆弹簧的变形来检测转向操作扭矩Th。转向旋转角传感器42和转向旋转角传感器43连接至转向操作控制装置1。转向旋转角传感器42以360度内的相对角来检测转向操作马达13的旋转角θs,作为指示转向操作部4的转向量的检测值。转向旋转角传感器43以相对角来检测转向马达33的旋转角θt,作为指示转向部6的转向量的检测值。车辆速度传感器44连接至转向操作控制装置1。车辆速度传感器44检测车辆速度V,作为车辆的行驶速度。注意,当在向右方向上执行转向时,转向操作扭矩Th和旋转角θs、θt被检测为正值,并且当在向左方向上执行转向时,转向操作扭矩Th和旋转角θs、θt被检测为负值。
转向操作控制装置1执行反作用力控制,使得通过对转向操作马达13的驱动控制来根据转向操作扭矩Th生成转向操作反作用力。此外,转向操作控制装置1执行转向控制,使得通过对转向马达33的驱动控制使转向轮5根据转向操作状态而转向。
下面描述转向操作控制装置1的配置。转向操作控制装置1包括中央处理单元(CPU)和存储器(未示出),并且CPU以每个预定计算周期执行存储在存储器中的程序。由此,执行各种处理。
图2示出了由转向操作控制装置1执行的各个处理中的一些。在图2中,针对要实现的各个类型的处理描述了由CPU执行存储在存储器中的程序所实现的各个处理中的一些。
如图2所示,转向操作控制装置1包括转向操作控制部50以及转向控制部60,转向操作控制部50被配置成执行反作用力控制,转向控制部60被配置成执行转向控制。转向操作控制部50包括转向操作侧电流传感器54。转向操作侧电流传感器54在转向操作控制部50与转向操作马达13的每个相的马达线圈之间的连接线中检测将从转向操作马达13的每个相的电流值获得的转向操作侧实际电流值Is。转向操作侧实际电流值Is指示供应至转向操作马达13的实际驱动电流的值。转向操作侧电流传感器54获取分流电阻器的电压降作为电流,分流电阻器连接至为转向操作马达13设置的逆变器(未示出)中的每个开关元件的源侧。注意,在图2中,为了描述的目的,各个相的连接线和各个相的电流传感器被共同示出为一个连接线和一个电流传感器。
转向控制部60包括转向侧电流传感器65。转向侧电流传感器65在转向控制部60与转向马达33的每个相的马达线圈之间的连接线中检测将从转向马达33的每个相的电流值获得的转向侧实际电流值It。转向侧实际电流值It指示供应至转向马达33的实际驱动电流的值。转向侧电流传感器65获取分流电阻器的电压降作为电流,该分流电阻器连接至为转向马达33设置的逆变器(未示出)中的每个开关元件的源侧。注意,在图2中,为了描述的目的,各个相的连接线和各个相的电流传感器被共同示出为一个连接线和一个电流传感器。
下面描述转向操作控制部50的配置。将转向操作扭矩Th、车辆速度V、旋转角θs、转向侧实际电流值It、小齿轮角θp(稍后描述)输入至转向操作控制部50。转向操作控制部50基于转向操作扭矩Th、车辆速度V、旋转角θs、转向侧实际电流值It以及小齿轮角θp来控制到转向操作马达13的电力供应。注意,基于旋转角θt来计算小齿轮角θp。
转向操作控制部50包括转向操作角计算部51、目标反作用力扭矩计算部52和电流施加控制部53。旋转角θs输入至转向操作角计算部51。转向操作角计算部51通过对转向操作马达13从转向中立位置起的旋转数目进行计数,将旋转角θs转换成包括超过360°的范围的累计角,所述转向中立位置是例如当车辆直行时方向盘3的位置。转向操作角计算部51通过将由转换获得的累计角乘以基于转向操作减速器14的旋转速度比的比例因子来计算转向操作角θh。注意,例如,当转向操作角θh是在转向中立位置的右侧的角时,转向操作角θh为正,并且当转向操作角θh是在转向中立位置的左侧的角时,转向操作角θh为负。将由此获得的转向操作角θh输出至转向控制部60。
将转向操作扭矩Th、车辆速度V、转向侧实际电流值It和目标小齿轮角θp*(稍后描述)输入至目标反作用力扭矩计算部52。目标反作用力扭矩计算部52基于转向操作扭矩Th、车辆速度V、转向侧实际电流值It和目标小齿轮角θp*来计算作为反作用力控制量的目标反作用力扭矩T*。作为反作用力控制量的目标反作用力扭矩T*是应当通过转向操作马达13引起的方向盘3的转向操作反作用力的目标值。
更具体地,目标反作用力扭矩计算部52包括转向操作反作用力计算部55和轴向力计算部56。将转向操作扭矩Th和车辆速度V输入至转向操作反作用力计算部55。转向操作反作用力计算部55基于转向操作扭矩Th和车辆速度V计算转向操作反作用力分量Tb*。转向操作反作用力分量Tb*指示使方向盘3沿驾驶员进行转向的方向旋转的马达扭矩,即,对驾驶员使方向盘3转向进行辅助的辅助力。随着转向操作扭矩Th的绝对值越大或者当车辆速度V越小时,转向操作反作用力计算部55计算出具有更大绝对值的转向操作反作用力分量Tb*。将由此获得的转向操作反作用力分量Tb*输出至减法器57。
将车辆速度V、转向侧实际电流值It和目标小齿轮角θp*(稍后描述)输入至轴向力计算部56。轴向力计算部56基于车辆速度V、转向侧实际电流值It和目标小齿轮角θρ*来计算要通过转向轮5施加至齿条轴22的轴向力。轴向力计算部56计算与轴向力对应的转向操作反作用力,即通过将轴向力转换成扭矩而获得的扭矩转换值,作为轴向力分量Fd。由此获得的轴向力分量Fd,并将通过减法器57从转向操作反作用力分量Tb*减去轴向力分量Fd获得的目标反作用力扭矩T*输出至电流施加控制部53。
将目标反作用力扭矩T*、转向操作侧实际电流值Is和旋转角θs输入至电流施加控制部53。电流施加控制部53将与目标反作用力扭矩T*对应的驱动电流供应至转向操作马达13。电流施加控制部53基于目标反作用力扭矩T*计算转向操作马达13的转向操作侧目标电流值。然后,电流施加控制部53得出转向操作侧目标电流值与dq坐标上的电流值之间的差值,该dq坐标上的电流值是通过基于旋转角θs对通过转向操作侧电流传感器54检测的转向操作侧实际电流值Is进行转换而获得的,并且电流施加控制部53控制对转向操作马达13的电力供应以消除该差值。转向操作马达13生成与目标反作用力扭矩T*对应的扭矩。由此,能够给予驾驶员与路面反作用力对应的适度的反作用力感。
下面描述转向控制部60的配置。将转向操作扭矩Th、车辆速度V、转向操作角θh和旋转角θt输入至转向控制部60。转向控制部60基于转向操作扭矩Th、车辆速度V、转向操作角θh以及旋转角θt来控制对转向马达33的电力供应。
转向控制部60包括小齿轮角计算部61、目标小齿轮角计算部62、小齿轮角反馈控制部(图中为“小齿轮角F/B控制部”)63和电流施加控制部64。
将旋转角θt输入至小齿轮角计算部61。小齿轮角计算部61通过对转向马达33从齿条中立位置起的旋转数目进行计数,将旋转角θt转换成包括超过360°的范围的累计角,所述齿条中立位置是例如当车辆直行时齿条轴22的位置。小齿轮角计算部61通过将由转换获得的累计角乘以基于转向减速器34的旋转速度比的比例因子来计算小齿轮角θp,该小齿轮角θp是第二小齿轮轴32的实际旋转角。注意,例如,当小齿轮角θp是在齿条中立位置的右侧的角时,小齿轮角θp为正,并且当小齿轮角θp是在齿条中立位置的左侧的角时,小齿轮角θp为负。转向马达33和第二小齿轮轴32经由转向减速器34一起操作。因此,转向马达33的旋转角θt与小齿轮角θp具有相关性。通过使用该相关性,可以从转向马达33的旋转角θt得到小齿轮角θp。此外,第二小齿轮轴32与齿条轴22啮合。因此,小齿轮角θp与齿条轴22的移动量也具有相关性。即,小齿轮角θp是反映转向轮5的转向角的值。将由此获得的小齿轮角θp输出至小齿轮角反馈控制部63。在本实施方式中,小齿轮角是转向对应角的一个示例。
将车辆速度V、转向操作角θh、转向操作扭矩Th以及转向侧实际电流值It输入至目标小齿轮角计算部62。目标小齿轮角计算部62基于车辆速度V、转向操作角θh、转向操作扭矩Th以及转向侧实际电流值It来计算目标小齿轮角θp*,作为小齿轮角θp的目标的目标转向对应角。在本实施方式中,目标小齿轮角计算部62是目标转向对应角计算部的一个示例。
目标小齿轮角计算部62包括转向操作角比率可变计算部66和减小处理部67。将车辆速度V和转向操作角θh输入至转向操作角比率可变计算部66。转向操作角比率可变计算部66通过将调整量Δθ与转向操作角θh相加来计算经转换角度θvg。转向操作角比率可变计算部66根据车辆速度V来改变调整量Δθ。调整量Δθ用于改变作为经转换角度θvg与转向操作角θh的比率的转向操作角比率。例如,改变调整量Δθ,使得与当车辆速度V较高时相比,当车辆速度V较低时,经转换角度θvg相对于转向操作角θh的变化的变化较大。转向操作角θh与经转换角度θvg具有相关性。此外,经转换角度θvg是作为目标小齿轮角度θp*的基础的角。因此,转向操作角θh与目标小齿轮角θp*具有相关性。此外,基于目标小齿轮角θp*来控制小齿轮角θp。因此,转向操作角θh与小齿轮角θp也具有相关性。转向操作角θh是反映转向轮5的转向角的值。
将车辆速度V、转向操作扭矩Th、经转换角度θvg以及转向侧实际电流值It输入至减小处理部67。减小处理部67基于车辆速度V、转向操作扭矩Th、经转换角度θvg以及转向侧实际电流值It来计算偏移角θofst。偏移角θofst是在计算目标小齿轮角θp*时的补偿量。偏移角θofst是使目标小齿轮角θp*接近小齿轮角θp的量。稍后将详细描述偏移角θofst。
将目标小齿轮角θp*和小齿轮角θp输入至小齿轮角反馈控制部63。小齿轮角反馈控制部63通过对小齿轮角θp的反馈控制来计算作为目标控制量的转向操作力命令值Tp*,使得小齿轮角θp跟随目标小齿轮角θp*。目标控制量是转向力的目标。
将转向力命令值Tp*、转向侧实际电流值It和旋转角θt输入至电流施加控制部64。电流施加控制部64基于转向操作力命令值Tp*计算转向马达33的转向侧目标电流值It*。然后,电流施加控制部64得到转向侧目标电流值It*与dq坐标上的电流值之间的差值,该dq坐标上的电流值是通过基于旋转角θt对通过转向侧电流传感器65检测的转向侧实际电流值It进行转换而获得的,并且电流施加控制部64控制对转向马达33的电力供应以消除该差值。转向马达33生成与转向力命令值Tp*对应的扭矩。由此,转向轮5可以转向仅与转向力命令值Tp*对应的角。注意,将通过对转向马达33的电力供应进行控制而获得的转向侧目标电流值It*输出至目标小齿轮角计算部62。转向侧目标电流值It*对应于转向侧目标电流值。此外,电流施加控制部64与转向目标电流值计算部对应。
目标小齿轮角θp*被计算为与从转向操作角θh获得的经转换角度θvg对应的控制量。转向轮5在使转向轮5转向的力与路面的摩擦力平衡的位置处保持静止。使转向轮5转向的力包括由转向马达33施加的转向力或者使转向轮5返回至其中立位置处的力。转向部6的机械误差根据转向操作装置2而变化。此外,路面的摩擦力根据路面状况而变化。因此,在使转向轮5转向的力与路面的摩擦力平衡时的转向角可能偏离与目标小齿轮角对应的目标转向角。在这种情况下,目标转向角与转向角之间出现差值。当该差值较小时,假设这样的情况:即使根据该差值向转向马达33提供驱动电流,转向轮5保持静止的位置不会改变。在这种情况下,根据目标小齿轮角θp*与小齿轮角θp之间的差,驱动电流可能持续地流入转向马达33,所述差在小齿轮角反馈控制部63中恒定地产生。为了解决该问题,转向操作控制装置1,即转向控制部60包括减小处理部67。
下面描述轴向力计算部56。如图3所示,轴向力计算部56包括电流轴向力计算部81、角轴向力计算部82、分配增益计算部83、乘法器84、85和加法器86。
转向马达33的转向侧实际电流值It输入至电流轴向力计算部81。电流轴向力计算部81基于转向侧实际电流值It来计算电流轴向力Fer,该电流轴向力Fer是要通过转向轮5向齿条轴22施加的轴向力的估计值。这里,当由于作用于转向轮5上的扰动而引起目标小齿轮角θp*与实际小齿轮角θp之间的差时,转向马达33的转向操作侧实际电流值It改变。扰动对应于路面状况,即,路面的摩擦阻力。也就是说,转向马达33的转向侧实际电流值It反映作用于转向轮5的实际路面反作用力。因此,能够基于转向马达33的转向侧实际电流值It来计算反映路面状况的影响的电流轴向力Fer。电流轴向力计算部81计算在转向侧实际电流值It的绝对值较大时具有较大绝对值的电流轴向力Fer。
将目标小齿轮角θp*输入至角轴向力计算部82。角轴向力计算部82基于目标小齿轮角θp*计算角轴向力Fib,该角轴向力Fib是通过转向轮5向齿条轴22施加的轴向力的理想值。角轴向力计算部82计算在目标小齿轮角θp*的绝对值较大时具有较大绝对值的轴向力Fib。
车辆速度V输入至分配增益计算部83。分配增益计算部83包括限定车辆速度V与分配增益Gib、Ger的关系的映射。分配增益计算部83通过参照映射来计算与车辆速度V对应的分配增益Gib、Ger。如实线所指示,当车辆速度V高时的分配增益Gib的值低于当车辆速度V低时的分配增益Gib的值。此外,如虚线所指示,当车辆速度V高时的分配增益Ger高于当车辆速度V低时的分配增益Ger的值。注意,在本实施方式中,分配增益Gib和分配增益Ger被设置为相应的值,使得它们之和为“1”。更具体地,在车辆速度V等于或小于预定车辆速度阈值V0的情况下,将分配增益Gib设置为“1”,并且将分配增益Ger设置为“0”。
通过在乘法器84中将电流轴向力Fer乘以分配增益Ger而获得的值以及通过在乘法器85中将角轴向力Fib乘以分配增益Gib而获得的值被输入至加法器86。加法器86通过将通过电流轴向力Fer乘以分配增益Ger获得的值与通过角轴向力Fib乘以分配增益Gib获得的值相加来计算轴向力分量Fd。
下面描述减小处理部67的配置。如图4所示,减小处理部67包括基本偏移角计算部101、切换部102、确定部103、累计偏移角计算部104、先前值保持部105、微分器106、切换部107、偏移角校正部108和加法器109。
目标小齿轮角θp*和转向侧实际电流值It被输入至基本偏移角计算部101。基本偏移角计算部101包括限定基本偏移角θo1与目标小齿轮角θp*的关系的映射。基本偏移角计算部101通过参照映射基于目标小齿轮角θp*来执行映射计算以得到基本偏移角θo1。随着目标小齿轮角θp*的绝对值越大,基本偏移角计算部101计算出具有更大绝对值的基本偏移角θo1。此外,基本偏移角计算部101基于转向侧实际电流值It,在转向侧实际电流值It减小的方向上对基本偏移角θo1设置符号。更具体地,当转向侧实际电流值It为正时,基本偏移角计算部101将基本偏移角θo1的符号设置为负,并且当转向侧实际电流值It为负时,基本偏移角计算部101将基本偏移角θo1的符号设置为正。注意,当转向侧实际电流值It为“0”时,基本偏移角计算部101将基本偏移角θo1设置为“0”。
转向侧实际电流值It、基本偏移角θo1和最小偏移角θmin被输入至切换部102。最小偏移角θmin被设置为当不执行偏移时要输出的最小角。在本实施方式中,最小偏移角θmin设置为“0”。基本偏移角θo1被输入至切换部102的第一输入N1。最小偏移角θmin被输入至切换部102的第二输入N2。
当这样输入的转向侧实际电流值It大于电流阈值I0时,切换部102控制选择状态,使得输入至第一输入N1的基本偏移角θo1被输出至累计偏移角计算部104。当这样输入的转向侧实际电流值It等于或小于电流阈值I0时,切换部102控制选择状态,使得输入至第二输入N2的最小偏移角θmin被输出至累计偏移角计算部104。在本实施方式中,在确定标志Fc被输入至切换部102的情况下,切换部102转变至要执行减小驱动电流的减小处理的状态,并且在确定标志Fc未被输入至切换部102的情况下,切换部102转变至停止执行减小处理的状态。电流阈值I0被设置为转向侧实际电流值It的值,使得当转向侧实际电流值It低于该值时,认为要提供给转向马达33的驱动电流足够小。
将通过微分器106通过对车辆速度V、转向操作扭矩Th和目标小齿轮角θp*进行微分而获得的目标小齿轮角速度ωp*输入至确定部103。确定部103基于车辆速度V、转向操作扭矩Th和目标小齿轮角速度ωp*来生成确定标志Fc,基于该确定标志Fc来切换是否要执行减小驱动电流的减小处理。当车辆速度V是包括主车辆的停止状态的低车辆速度时,并且当方向盘3处于转向操作保持状态或者方向盘3处于放手状态时,确定部103生成指示将要执行减小驱动电流的减小处理的确定标志Fc。另一方面,当车辆速度V不是低车辆速度时或者当方向盘3不处于转向操作保持状态以及方向盘3不处于放手状态时,确定部103不生成确定标志Fc。
当车辆速度V等于或小于车辆速度阈值V0时,确定部103确定车辆速度V是包括主车辆的停止状态的低车辆速度。车辆速度阈值V0是约为被认为主车辆以低速行驶所基于的值,并且更具体地,将车辆速度阈值V0设置为不包括路面信息的车辆速度V的值。即,将车辆速度阈值V0设置为当分配增益Gib为“1”并且分配增益Ger为“0”时的车辆速度V的值。在本实施方式中,车辆速度V是行驶状态量的一个示例。
当转向操作扭矩Th等于或大于转向操作保持扭矩阈值Th0时,并且作为目标小齿轮角θp*的变化量的目标小齿轮角速度ωp*等于或小于转向操作保持角速度阈值ω0时,确定部103确定方向盘3处于转向操作保持状态。转向操作保持扭矩阈值Th0被设置为关于转向操作扭矩Th的值,基于该值,认为驾驶员将转向输入至方向盘3。转向操作保持角速度阈值ω0被设置成约为目标小齿轮角速度ωp*的值,基于该值,认为转向轮5的转向角不改变。即,转向操作保持角速度阈值ω0被设置成约为在由于使转向轮5转向的力与路面的摩擦力平衡而使转向角不改变时的目标小齿轮角速度ωp*的值。在本实施方式中,转向操作扭矩Th和目标小齿轮角速度ωp*是转向操作状态量的示例。
当转向操作扭矩Th等于或小于放手扭矩阈值Th1并且目标小齿轮角速度ωp*等于或小于放手角速度阈值ω1时,确定部103确定方向盘3处于放手状态。放手扭矩阈值Th1设置为关于转向操作扭矩Th的值,基于该值,认为驾驶员未将转向输入至方向盘3。放手角速度阈值ω1被设置成约为当转向轮5通过自动对准扭矩返回至其中立位置时的目标小齿轮角速度ωp*的值。放手角速度阈值ω1被设置为比驾驶员切入(cut)方向盘或切回方向盘时的目标小齿轮角速度值ωp*的值小。注意,放手角速度阈值ω1可以是与转向操作保持角速度阈值ω0相同的值,或者可以具有与转向操作保持角速度阈值ω0不同的值。
确定标志Fc、从切换部102输出的值以及先前计算周期中的偏移角θofst(-)被输入至累计偏移角计算部104,所述偏移角θofst(-)是通过先前值保持部105(后面描述)保持的。累计偏移角计算部104基于确定标志Fc、从切换部102输出的值以及先前计算周期中的偏移角θofst(-)来计算累计偏移角θto。累计偏移角计算部104包括加法器110和先前值保持部111。
确定标志Fc、先前计算周期中的偏移角θofst(-)和先前计算周期中的累计偏移角θto(-)被输入至先前值保持部111。当从未输入先前运计算周期中的确定标志Fc的状态改变为输入先前计算周期中的确定标志Fc的状态的情况下,先前值保持部111控制选择状态,使得偏移角θofst(-)输出至加法器110。当从未输入确定标志Fc的状态改变为输入确定标志Fc的状态时的瞬间出现输出偏移角θofst(-)的选择状态。
当从未输入先前计算周期中的确定标志Fc的状态未改变为输入确定标志Fc的状态时,先前值保持部111控制选择状态,使得累计偏移角θto(-)输出至加法器110。当连续输入确定标志Fc时、当未输入确定标志Fc时以及当从输入先前计算周期中的确定标志Fc的状态改变为未输入先前计算周期中的确定标志Fc的状态时,出现输出累计偏移角θto(-)的选择状态。
这样,当从未输入先前计算周期中的确定标志Fc的状态改变为输入先前计算周期中的确定标志Fc的状态时,偏移角θofst(-)输出至加法器110。此外,当连续输入确定标志Fc时、当未输入确定标志Fc时或者当从输入先前计算周期中的确定标志Fc的状态改变为未输入先前计算周期中的确定标志Fc的状态时,将累计偏移角θto(-)输出至加法器110。
将从切换部102输出的值和通过先前值保持部111保持的值输入至加法器110。加法器110通过将从切换部102输入的值与通过先前值保持部111保持的值相加来计算累计偏移角θto。因此,当从未输入先前计算周期中的确定标志Fc的状态改变为输入先前计算周期中的确定标志Fc的状态时,将待累加的目标改变为偏移角θofst(-),针对该偏移角θofst(-)执行减小偏移角θofst的处理。由此,累计偏移角θto的累计被重置。
将由加法器110计算的累计偏移角θto、通过先前值保持部105保持的先前计算周期中的偏移角θofst(-)以及确定标志Fc输入至切换部107。将累计偏移角θto输入至切换部107的第一输入N11。将偏移角θofst(-)输入至切换部107的第二输入N12。
在输入确定标志Fc的情况下,切换部107控制选择状态,使得累计偏移角θto作为未校正偏移角θofstb输出至偏移角校正部108。在未输入确定标志Fc的情况下,切换部107控制选择状态,使得偏移角θofst(-)作为未校正偏移角θofstb输出至偏移角校正部108。在本实施方式中,在确定标志Fc被输入至切换部107的情况下,切换部107移位至执行减小处理的状态,并且在确定标志Fc未被输入至切换部107的情况下,切换部107移位至停止执行减小处理的状态。因此,切换部107根据确定标志Fc是否被输入,在执行减小处理的状态与停止执行减小处理的状态之间切换。
车辆速度V、目标小齿轮角速度ωp*、确定标志Fc和从切换部107输出的未校正偏移角θofstb被输入至偏移角校正部108。偏移角校正部108基于车辆速度V、目标小齿轮角速度ωp*、确定标志Fc和未校正偏移角θofstb来计算偏移角θofst。
如图5所示,偏移角校正部108包括车辆速度增益映射计算部121、减小量映射计算部122、最小量保持部123、下限保护处理部124、乘法器125、符号处理部126、乘法器127、切换部128和切换部129。
车辆速度V被输入至车辆速度增益映射计算部121。车辆速度增益映射计算部121包括限定车辆速度V与车辆速度增益G的关系的映射。车辆速度增益映射计算部121通过参照映射基于车辆速度V执行映射计算以得到车辆速度增益G。车辆速度增益G是用于逐渐减小偏移角θofst使得目标小齿轮角θp*不会由于偏移角θofst的减小而突然改变的增益。利用车辆速度增益G,当使偏移的目标小齿轮角θp*接近未偏移的目标小齿轮角θp*时,能够在不会给驾驶员带来不舒适感的情况下减小偏移角θofst。车辆速度增益映射计算部121计算随着车辆速度V越高而具有更大绝对值的车辆速度增益G。
作为目标小齿轮角θp*的变化量的目标小齿轮角速度ωp*被输入至减小量映射计算部122。减小量映射计算部122包括限定目标小齿轮角速度ωp*的绝对值与作为减小的基本量θd的减小基本量θdb的关系的映射。减小量映射计算部122通过参照映射基于目标小齿轮角速度ωp*的绝对值来执行映射计算以得到减小基本量θdb。减小基本量θdb是用于逐渐减小偏移角θofst使得目标小齿轮角θp*不会由于偏置角θofst的减小而突然改变的分量。随着目标小齿轮角速度ωp*的绝对值越大,即转向轮5的转向角的变化量越大,减小量映射计算部122计算出具有更大绝对值的减小基本量θdb。
最小量保持部123是存储器(未示出)的预定存储区域,其中存储了减小量θd的最小量θdmin。最小量θdmin是用于减小偏移角θofst使得偏移角θofst不保持恒定的分量。最小量θdmin被设置为如指示实验上要求的范围内的值,以确保即使当从乘法器125输出的减小量θd小于最小量θdmin时,最小量为减小量θd。
将从乘法器125输出的减小量θd和从最小量保持部123输出的最小量θdmin输入至下限保护处理部124。将减小量θd输入至下限保护处理部124的第一输入M1。将最小量θdmin输入至下限保护处理部124的第二输入M2。
下限保护处理部124确定输入至第一输入M1的减小量θd是否等于或大于最小量θdmin。然后,当输入至第一输入M1的减小量θd等于或大于最小量θdmin时,下限保护处理部124控制下限保护处理部124的选择状态,使得输入至第一输入M1的减小量θd被输出为最终减小量θd。同时,当输入至第一输入M1的减小量θd小于最小量θdmin时,下限保护处理部124控制下限保护处理部124的选择状态,使得最小量θdmin被输出为最终减小量θd。即,下限保护处理部124操作以将偏移角θofst至少减小最小量θdmin,使得偏移角θofst不保持恒定。由此,能够抑制偏移角θofst保持恒定。
从切换部107输出的未校正偏移角θofstb被输入至符号处理部126。符号处理部126确定未校正偏移角θofstb的符号,并且将“1”或“-1”的值计算为与该符号对应的值。当未校正偏移角θofstb具有正值时,符号处理部126计算“1”,并且当未校正偏移角θofstb具有负值时,符号处理部126计算“-1”。
从下限保护处理部124输出的最终减小量θd和从符号处理部126输出的符号输入至乘法器127。乘法器127通过将最终减小量θd乘以从符号处理部126输出的符号来计算作为校正量的经处理的减小量θdp。
从切换部107输出的未校正偏移角θofstb和由乘法器127计算的经处理的减小量θdp被输入至切换部128。将未校正偏移角θofstb输入至切换部128的第一输入M11。将经处理的减小量θdp输入至切换部128的第二输入M12。当未校正偏移角θofstb大于经处理的减小量θdp时,切换部128控制选择状态,使得通过从未校正偏移角θofstb减去经处理的减小量θdp而获得的值被输出为未处理偏移角θofstp。此外,当未处理偏移角θofstp等于或小于经处理的减小量θdp时,切换部128将经处理的减小量θdp确定为未校正偏移角θofstb,并且切换部128控制选择状态,使得通过从未校正偏移角θofstb减去经处理的减小量θdp而获得的值被输出为未处理偏移角θofstp。在这种情况下,未处理偏移角θofstp为“0”。由此,当经处理的减小量θdp大于未处理偏移角θofstp时,通过减小偏移角θofst而完全消除偏移角θofst。在这种情况下,切换部128操作使得未校正偏移角θofstb的符号不会作为反映减小量θd的结果而被反转。
从切换部107输出的未校正偏移角θofstb和从切换部128输出的未处理偏移角θofstp以及确定标志Fc被输入至切换部129。将未校正偏移角θofstb输入至切换部129的第一输入M21。将未处理偏移角θofstp输入至切换部129的第二输入M22。在输入确定标志Fc的情况下,切换部129控制选择状态,使得未校正偏移角θofstb被输出为偏移角θofst。在这种情况下,停止执行减小偏移角θofst的处理,使得偏移的目标小齿轮角θp*接近未偏移的目标小齿轮角θp*。在未输入确定标志Fc的情况下,切换部129控制选择状态,使得未处理偏移角θofstp被输出为偏移角θofst。在这种情况下,执行减小偏移角θofst的处理,使得偏移的目标小齿轮角θp*接近未偏移的目标小齿轮角θp*。
这样,当未处理偏移角θofstp具有除了零之外的值时,偏移角校正部108操作,使得从下限保护处理部124输出的减小量θd反映在未处理偏移角θofstp上。同时,当未处理偏移角θofstp具有为零的值时,偏移角校正部108操作,使得从下限保护处理部124输出的减小量θd不反映在未处理偏移角θofstp上。由此,用于校正经转换角度θvg的偏移角θofst逐渐改变。
返回参照图4,将由转向操作角比率可变计算部66计算出的经转换角度θvg和由偏移角校正部108计算出的偏移角θofst输入至加法器109。加法器109通过将偏移角θofst与经转换角度θvg相加来计算目标小齿轮角θp*。因此,通过将偏移角θofst与对应于原始目标小齿轮角的经转换角度θvg相加来计算经校正的目标小齿轮角θp*。因此,当车辆速度V是包括主车辆的停止状态的低车辆速度时,并且当方向盘3处于转向操作保持状态或方向盘3处于放手状态时,经校正的目标小齿轮角θp*与小齿轮角θp之间的差等于或小于经转换角度θvg与小齿轮角θp之间的差。由此,减小处理部67执行减小处理。在权利要求中所描述的目标转向对应角校正部对应于加法器109。此外,权利要求中所描述的偏移角计算部对应于基本偏移角计算部101、切换部102、确定部103、累计偏移角计算部104、先前值保持部105、微分器106和切换部107。
下面描述本实施方式中的操作。在诸如车辆速度V的行驶状态量指示目标小齿轮角θp*不改变的情况下,或者在诸如转向操作扭矩Th的转向操作状态量指示目标小齿轮角θp*不改变的情况下,当使转向轮5转向的力与路面的摩擦力平衡时,小齿轮角θp,即转向角不改变。此时,目标小齿轮角θp*与小齿轮角θp之间可能会产生差异。在该方面,假设目标小齿轮角θp*不改变的状态是转向马达33对转向轮5施加转向力以使转向轮5转向的需求较低的状态。
在本实施方式中,在行驶状态量指示目标小齿轮角θp*不改变的情况下,或者在转向操作状态量指示目标小齿轮角θp*不改变的情况下,执行减小供应至转向马达33的驱动电流的减小处理。更具体地,当车辆速度V是包括主车辆的停止状态的低车辆速度时,并且当方向盘3处于转向操作保持状态或方向盘3处于放手状态时,执行减小处理。减小处理部67通过将偏移角θofst加至与原始目标小齿轮角对应的经转换角度θvg来计算经校正的目标小齿轮角θp*。由此,使目标小齿轮角θp*与小齿轮角θp之间的差小于经转换角度θvg与小齿轮角θp之间的差。在这种情况下,小齿轮角反馈控制部63计算具有比执行减小处理之前的绝对值小的绝对值的转向力命令值Tp*。电流施加控制部64计算转向马达33的转向侧目标电流值It*,使得转向侧目标电流值It*变小。基于转向力命令值Tp*来计算转向侧目标电流值It*。因此,基于转向侧目标电流值It*使供应至转向马达33的驱动电流变小。由此,能够抑制供应至转向马达33的驱动电流,该驱动电流是在使转向轮5转向的力与路面的摩擦力平衡时当小齿轮角θp偏离目标小齿轮角θp*时产生的。
下面描述本实施方式的效果。
(1)能够抑制供应至转向马达33的驱动电流,该驱动电流是在使转向轮5转向的力与路面的摩擦力平衡时当小齿轮角θp偏离目标小齿轮角θp*时产生的。因此,可以降低电力消耗。
(2)与车辆速度V为高车辆速度的情况相比,在车辆速度V为低车辆速度的情况下,转向马达33可能难以进入转向马达向转向轮5施加转向力以使转向轮5转向的状态。特别地,在车辆停止的情况下,即使优先通过暂时停止由转向马达33施加转向力而不是继续由转向马达33施加转向力来减小驱动电流,也可以假设驾驶员几乎不会有不舒适感或任何不便。因此,在车辆速度V为低车辆速度的情况下,能够使执行减小处理的状态更合适。
(3)在转向操作状态量具有指示方向盘3处于转向操作保持状态或方向盘3处于放手状态的值的情况下,假设驾驶员没有向转向操作部4中输入转向以改变小齿轮角θp。在该情况下,与诸如驾驶员切入方向盘的情况之类的情况相比,转向轮5可能难以进入通过接收来自转向马达33的转向力而使转向轮5转向的状态。因此,即使优先通过暂时停止由转向马达33施加转向力而不是继续由转向马达33施加转向力来减小驱动电流,也可以假设驾驶员几乎不会有不舒适感或任何不便。从这点出发,在转向操作状态量具有指示方向盘3处于转向操作保持状态或方向盘3处于放手状态的值的情况下,能够使执行减小处理的状态更合适。
(4)当目标小齿轮角θp*接近小齿轮角θp时,可以减小目标小齿轮角θp*与小齿轮角θp之间的差值。(5)路面的摩擦力根据路面状况而变化,并且因此,目标小齿轮角θp*与小齿轮角θp之间的差值每次都变化。因此,假设用于减小目标小齿轮角θp*与小齿轮角θp之间的差值的适当偏移角θofst每次都变化。鉴于此,偏移角校正部108在每个计算周期对未校正偏移角θofstb进行校正。由此,能够适当地校正目标小齿轮角θp*,使得目标小齿轮角θp*接近小齿轮角θp。
(6)偏移角校正部108通过计算减小未校正偏移角θofstb的减小量θd来逐渐减小使目标小齿轮角度θp*接近小齿轮角度θp的偏移角θofst。通过逐渐减小偏移角θofst,目标小齿轮角θp*缓慢变化。这使得能够从执行减小处理的状态缓慢地转变至不执行减小处理的状态。
(7)由于能够降低功耗,因此可以抑制转向操作控制装置1和转向操作装置2的过热。此外,由于能够降低功耗,因此能够实现转向操作装置2的节能。
上述实施方式可以如下进行修改。此外,只要以下描述的其他实施方式不引起任何技术不一致,它们可以彼此组合。例如,作为行驶状态量,代替车辆速度V或者除了车辆速度V之外,可以使用由车辆的横摆率传感器检测的横摆率,可以使用分配增益Ger、Gib之间的分配比,或者可以组合使用其他状态量。
例如,作为转向操作状态量,代替转向操作扭矩Th和小齿轮角速度ωp或者除了转向操作扭矩Th和小齿轮角速度ωp之外,可以使用转向操作角θh或转向操作角加速度,或者可以组合使用其他状态量。此外,可以仅使用转向操作扭矩Th和小齿轮角速度ωp中的任一个。
仅当确定车辆速度V是包括主车辆停止状态的低车辆速度时,确定部103才可以生成确定标志Fc。此外,仅当确定方向盘3处于转向操作保持状态时才可以生成确定标志Fc,或者仅当确定方向盘3处于放手状态时才可以生成确定标志Fc。即,在行驶状态量和转向操作状态量中的至少一者是指示目标小齿轮角θp*不改变的状态量的情况下,确定部103才可以生成确定标志Fc。
确定部103基于诸如车辆速度V、转向操作扭矩Th和小齿轮角速度ωp的行驶状态量和的转向操作状态量来生成确定标志Fc。然而,本发明不限于此。例如,除了这些状态量之外,确定部103还可以基于指示自动驱动控制功能的操作状态的自驱动状态信号和指示档位的位置状态的档位状态信号来生成确定标志Fc。在这种情况下,确定部103进一步在自驱动控制功能的操作状态为未接通并且档位不在倒档范围内的条件下生成确定标志Fc。在另一方面,在自驱动控制功能的操作状态为接通或者换档位置在倒档范围内的情况下,确定部103不生成判定标志Fc。由此,能够抑制自驱动控制的执行受减小处理的干扰。此外,在换档位置处于倒档范围的情况下,可以根据产品规格提供所谓的后导监测功能。后导监测功能是辅助例如倒车泊车或平行泊车之类的车辆的后退操作的功能,使得摄像装置附接在车辆后部,并且摄像装置拍摄的视频图像和车辆的预测航线显示在设置在车厢内部的显示器上。在基于该功能以低车辆速度执行后退操作的情况下,当执行减小处理时,驾驶员可能具有不舒适感。在档位处于倒档范围时不生成确定标志Fc的情况下,能够抑制驾驶员具有不舒适感。
针对方向盘3处于放手状态的情况和方向盘3处于转向操作保持状态的情况,确定部103可以输出不同的确定标志Fc。在这种情况下,例如,基本偏移角计算部101可以通过针对放手状态和针对转向操作保持状态计算不同的基本偏移角θo1等来计算放手状态和转向操作保持状态下的不同偏移角θofst。
切换部102、107、129和下限保护处理部124各自针对第一输入和第二输入使用相同的值作为确定从输入至第一输入和第二输入的信号中输出哪个信号的值,但是它们可以使用不同的值。例如,确定部103可以设置在不输出确定标志Fc的状态下当确定车辆速度V为包括主车辆的停止状态的低车辆速度时使用的车辆速度阈值V0,使得该车辆速度阈值V0大于当确定输出确定标志Fc的状态下使用的车辆速度阈值V0。
诸如“0”的常数值可以输入至切换部107的第二输入N12中。加法器109通过将偏移角θofst加至经转换角度θvg来计算目标小齿轮角θp*。然而,取决于偏移角θofst的符号的设置,加法器109可以通过从经转换角度θvg中减去偏移角θofst来计算目标小齿轮角θp*。
除了经转换角度θvg,基本偏移角计算部101还可以基于小齿轮角θp来计算基本偏移角θo1。减小处理部67通过对目标小齿轮角θp*执行减小处理来减小驱动电流。然而,减小处理部67可以通过对转向力命令值Tp*执行减小处理来减小驱动电流,或者可以通过对转向侧目标电流值It*执行减小处理来减小驱动电流。
减小处理部67可以被添加作为转向操作控制部50的构成部分。当计算目标反作用力扭矩T*以跟随小齿轮角θp时,这是有效的。偏移角校正部108可以不具有下限保护处理部124的配置。除此之外,偏移角校正部108可以用于将偏移角θofst基本上减小最小量θdmin。在这种情况下,可以省略车辆速度增益映射计算部121和减小量映射计算部122。此外,偏移角校正部108可以通过将未校正偏移角θofstb乘以增益来减小偏移角θofst。可以考虑与车辆速度增益映射计算部121和减小量映射计算部122类似的状态来确定这种情况下的增益。
偏移角校正部108通过将根据车辆速度V和小齿轮角速度ωp而变化的经处理减小量θdp加至未校正偏移角θofstb来减小偏移角θofst,但是本发明不限于此。例如,当车辆速度V是包括主车辆的停止状态的低车辆速度时,并且当方向盘3处于转向操作保持状态或方向盘3处于放手状态时,偏移角校正部108可以通过将恒定值与未校正偏移角θofstb相加来减小偏移角θofst。
当车辆速度V不是包括主车辆的停止状态的低车辆速度时,或者当方向盘3不处于转向操作保持状态或处于放手状态时,偏移角校正部108可以不减小偏移角θofst。
减小处理部67可以不具有偏移角校正部108的配置。在这种情况下,将未校正偏移角θofstb输出至加法器109。除了车辆速度增益对应映射计算部121和减小映射量计算部122之外,偏移角校正部108可以另外包括考虑其他状态的计算部。此外,偏移角校正部108可以另外包括考虑其他状态的计算部,而不是仅考虑车辆速度增益映射计算部121和减小量映射计算部122中的任一个或两个。其他状态例如可以是偏移角θofst的当前角,即剩余量。在这种情况下,随着剩余量越小,减小的改变程度应当越平缓。此外,作为其他状态,可以使用先前计算周期中的偏移角θofst(-)。
在车辆速度增益映射计算部121中,可以适当地修改车辆速度增益G的改变模式。例如,可以将车辆速度V分类为低车辆速度、中车辆速度、高车辆速度等,并且可以针对每个车辆速度设置车辆速度增益G的不同改变模式,例如,使得车辆速度增益G在低车辆速度的情况下保持恒定。
在减小量映射计算部122中,可以适当地修改减小基本量θdb的改变模式。例如,可以将小齿轮角速度ωp可以分类为低转向速度、中转向速度、高转向速度等,并且可以针对每个转向速度设置减小基本量θdb的不同改变模式,例如,使得减小基本量θdb在低转向速度的情况下保持恒定。
具有固定值的最小量θdmin可以存储在最小量保持部123中。此外,最小量保持部123可以根据输入值来计算可变的最小量θdmin。例如,将目标小齿轮角θp*和车辆速度V输入至最小量保持部123。最小量保持部123包括限定目标小齿轮角θp*与第一分量的关系的第一映射以及限定车辆速度V与第二分量的关系的第二映射。最小量保持部123通过参照第一映射基于目标小齿轮角度θp*来执行映射计算以得到第一分量。此外,最小量保持部123基于车辆速度V执行映射计算以得到第二分量。最小量保持部123计算通过将第一分量乘以第二分量而获得的值作为最小量θdmin。将由此计算的最小量θdmin输出至下限保护处理部124。
如果不考虑偏移角θofst的累加,在减小处理部67中可以省略加法器110。可以通过直接检测移动量而不是控制小齿轮角θp,基于齿条轴22的移动量来执行对转向马达33的控制。在这种情况下,与上述实施方式中的小齿轮角θp有关的各种控制量等被替换为与齿条轴22的移动量有关的各种控制量等。
除了车辆速度V之外,转向操作角比率可变计算部66还可以根据由车辆的横摆率传感器检测到的横摆率来改变转向操作角比率。当转向操作反作用力计算部55计算转向操作反作用力分量Tb*时,转向操作反作用力计算部55应当至少使用转向操作扭矩Th,并且转向操作反作用力计算部55可以不使用车辆速度V或者可以组合使用其他元素。
在上述实施方式中,转向操作角比率可以是固定的。在这种情况下,可以省略转向操作角比率可变计算部66。在上述实施方式中,作为转向马达33,例如,转向马达33可以与齿条轴22同轴地设置,或者转向马达33可以使用滚珠丝杠机构经由带式减速器连接至齿条轴22。
在上述实施方式中,转向操作控制装置1能够由处理电路构成,该处理电路包括:1)一个或更多个处理器,其根据计算机程序(软件)操作,2)一个或更多个专用硬件电路,例如被配置成执行各种处理中的至少一个的专用集成电路(ASIC),或3)以上两者的组合。处理器包括CPU和诸如RAM或ROM的存储器,并且被配置成使CPU执行处理的程序代码或命令被存储在存储器中。存储器(即,非暂态计算机可读介质)包括可以由通用或专用计算机访问的所有可用介质。
在上述实施方式中,转向操作装置2具有转向操作部4总是与转向部6机械地分离的无连杆结构。然而,本发明不限于此。如图1中交替的长虚线和短虚线所指示,转向操作装置2具有转向操作部4通过离合器25与转向部6机械地分离的结构。
Claims (8)
1.一种转向操作控制装置(1),被配置成控制作为受控对象的转向操作装置(2),所述转向操作装置(2)具有切断转向操作部(4)与转向部(6)之间的动力传递的结构,所述转向操作部(4)连接至方向盘(3),所述转向部(6)被配置成响应于输入至所述转向操作部(4)的转向操作而使转向轮(5)转向,所述转向操作控制装置(1)的特征在于包括中央处理单元,所述中央处理单元被配置成:
控制转向马达(33)的操作,所述转向马达(33)被配置成向所述转向部(6)施加转向力,所述转向力是使所述转向轮(5)转向的力;
通过执行转向角反馈控制,使得实际转向对应角跟随作为所述转向轮(5)的转向角的目标值的目标转向对应角,来计算作为要供应至所述转向马达(33)的驱动电流的目标值的转向目标电流值;
基于所述转向目标电流值来控制所述转向马达(33)的操作;
执行减小要供应至所述转向马达(33)的驱动电流的减小处理;以及
在行驶状态量和转向操作状态量中的至少一个是指示所述目标转向对应角不改变的状态量的情况下,执行所述减小处理,所述行驶状态量指示主车辆的行驶状态,所述转向操作状态量指示所述主车辆的转向操作状态。
2.根据权利要求1所述的转向操作控制装置(1),其特征在于,在作为所述行驶状态量的车辆速度是包括所述主车辆的停止状态的低车辆速度的情况下,所述中央处理单元被配置成确定所述行驶状态量对应于指示所述目标转向对应角不改变的状态量,并且所述中央处理单元被配置成执行所述减小处理。
3.根据权利要求1或2所述的转向操作控制装置(1),其特征在于,在所述转向操作状态量的值指示所述方向盘(3)处于转向操作保持状态或者所述方向盘(3)处于放手状态的情况下,所述中央处理单元被配置成确定所述转向操作状态量对应于指示所述目标转向对应角不改变的状态量,并且所述中央处理单元被配置成执行所述减小处理。
4.根据权利要求1或2所述的转向操作控制装置(1),其特征在于:
所述中央处理单元被配置成:根据输入至所述转向操作部(4)的转向操作来计算所述目标转向对应角;以及
所述中央处理单元被配置成:在所述减小处理中使所述目标转向对应角接近所述实际转向对应角。
5.根据权利要求4所述的转向操作控制装置(1),其特征在于,
所述中央处理单元被配置成:基于所述目标转向对应角和所述实际转向对应角来计算偏移角,所述偏移角是使所述目标转向对应角接近所述实际转向对应角的量;
所述中央处理单元被配置成通过将所述偏移角加至所述目标转向对应角或者从所述目标转向对应角减去所述偏移角,来校正所述目标转向对应角;以及
所述中央处理单元被配置成:基于校正后的所述目标转向对应角来计算所述转向目标电流值。
6.根据权利要求5所述的转向操作控制装置(1),其特征在于,
所述中央处理单元被配置成:基于所述行驶状态量和所述转向操作状态量来校正在当前计算周期中计算的偏移角;以及
所述中央处理单元被配置成:通过将校正后的所述偏移角加至所述目标转向对应角或者从所述目标转向对应角减去校正后的所述偏移角来校正所述目标转向对应角。
7.根据权利要求6所述的转向操作控制装置(1),其特征在于,所述中央处理单元被配置成:基于所述行驶状态量和所述转向操作状态量中的至少一个来改变校正量,以减小所述偏移角。
8.根据权利要求5或6所述的转向操作控制装置(1),其特征在于:
在执行所述减小处理的状态下,在所述行驶状态量和所述转向操作状态量中的至少一个是指示所述目标转向对应角改变的状态量的情况下,所述中央处理单元被配置成结束所述减小处理的执行;以及
当执行所述减小处理的状态转变至不执行所述减小处理的状态时,所述中央处理单元被配置成逐渐减小所述偏移角的绝对值。
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