CN115675618A - 转向控制装置和电动动力转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及转向控制装置和电动动力转向装置。控制进行自动驾驶或驾驶辅助的车辆的转向的转向控制装置具备：基准舵角运算部，基于车辆的目标舵角和车速来运算车辆的基准舵角；以及补偿部，判定运算出的基准舵角与所述目标舵角之间的偏差是否成为规定值以上，在判定为该偏差成为规定值以上的情况下，以运算出的基准舵角追随目标舵角的方式补偿基准舵角。

Description

转向控制装置和电动动力转向装置

技术领域

本发明涉及在车辆的自动驾驶或驾驶辅助时通过补偿转向机构的摩擦来进行转向控制使得转矩不会急剧地波动的转向控制装置以及具备这样的转向控制装置的电动动力转向装置的技术领域。

背景技术

作为这种转向控制装置，提出了一种在车辆的驾驶辅助时补偿转向机构的摩擦的转向控制装置(参照日本特开2005―343302)。

然而，根据上述日本特开2005―343302，存在如下技术问题点：在目标横向加速度的增减方向从增加向减少切换或从减少向增加切换时，相对于目标横向加速度的请求转矩以迟滞的量急剧地波动而可能会对转向感造成不良影响。

发明内容

本发明例如是鉴于上述的技术问题而完成的，其课题在于提供一种转向控制装置以及具备这样的转向控制装置的电动动力转向装置，该转向控制装置在进行自动驾驶或驾驶辅助的车辆中，即使在目标横向加速度的增减方向从增加向减少切换或从减少向增加切换时也能抑制请求转矩急剧地波动。

为了解决上述课题，本发明的转向控制装置的一个方案是一种转向控制装置，该转向控制装置控制进行自动驾驶或驾驶辅助的车辆的转向，具备：基准舵角运算部，基于所述车辆的目标舵角和车速来运算所述车辆的基准舵角；以及补偿部，判定所述运算出的基准舵角与所述目标舵角之间的偏差是否成为规定值以上，在判定为所述偏差成为所述规定值以上的情况下，以所述运算出的基准舵角追随所述目标舵角的方式补偿所述运算出的基准舵角。

为了解决上述课题，本发明的电动动力转向装置的一个方案具备：上述的本发明的转向控制装置的一个方案；以及电动致动器，通过该转向控制装置，基于所述补偿了的基准舵角来控制请求转矩。

根据本发明的转向控制装置的一个方案，基于与车辆应该通过自动驾驶或驾驶辅助行进的方向相应的目标舵角和该车辆的车速，通过基准舵角运算部来运算车辆的基准舵角。接下来，首先，通过补偿部来判定所运算出的基准舵角(θ_t)与目标舵角(θ)之间的偏差是否成为规定值(Δ)以上，在此判定为该偏差成为规定值(Δ)以上的情况下，作为补偿的结果，设为运算出的基准舵角(θ_t)追随目标舵角(θ)。即，在该情况下，通过补偿，基准舵角以分离小于规定值(Δ)的形式追随目标舵角(θ)。其结果是，即使在目标横向加速度的增减方向从增加向减少切换或从减少向增加切换时，也能抑制基于补偿了的基准舵角(θ_t)的请求转矩急剧地波动。

根据本发明的电动动力转向装置的一个方案，具备上述的本发明的转向控制装置的一个方案，因此能在自动驾驶中、驾驶辅助中抑制请求转矩急剧地波动。

通过以下说明的发明的实施方式进一步明确通过本发明实现的这样的作用效果。

附图说明

以下，参照附图，对本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义进行说明，其中，相同的附图标记表示相同的元件，其中：

图1是表示第一实施方式的车辆的电动动力转向装置的整体构成的框图。

图2是表示图1所示的电动动力转向装置中的驾驶辅助控制部的构成的框图。

图3是表示图2所示的驾驶辅助控制部中的摩擦补偿部的构成的框图。

图4是表示第一实施方式中的车速V与摩擦转矩Tt的关系的特性图。

图5是表示第一实施方式中的转向控制动作的基准舵角运算方法(换言之，使基准舵角适当地追随目标舵角的方法)的流程图。

图6是表示第一实施方式中的在转向控制动作中使基准舵角θ_t追随目标舵角θ的情形的特性图。

图7是表示第一实施方式中的在转向控制动作中对目标舵角θ设定的摩擦补偿控制量Tc的特性图。

图8A是分别表示作为第一实施方式的比较例，无摩擦补偿的情况下的目标舵角和转向角的时间变化的特性图。

图8B是分别表示根据第一实施方式的有摩擦补偿的情况下的目标舵角和转向角的时间变化的特性图

图9是表示在第一实施方式中为了模拟而在X－Y平面上转弯前进的车辆的轨迹的一个例子的特性图。

图10A是分别表示作为使用了图9的一个例子的模拟结果的、根据第一实施方式的无摩擦补偿的情况和有摩擦补偿的情况下的转向角的时间变化的特性图。

图10B是分别表示作为使用了图9的一个例子的模拟结果的、根据第一实施方式的无摩擦补偿的情况和有摩擦补偿的情况下的转向角的时间变化的特性图的局部放大图。

图11A是表示作为使用了图9的一个例子的模拟结果的、根据第一实施方式的有摩擦补偿的情况下的在转向机构中产生的摩擦的时间变化的特性图。

图11B是表示作为使用了图9的一个例子的模拟结果的、根据第一实施方式的有摩擦补偿的情况下的摩擦补偿控制量Tcf的时间变化的特性图。

图12是第二实施方式中的与图7主要内容相同的特性图。

图13是第二实施方式中的与图5主要内容相同的流程图。

图14是表示第二实施方式中的摩擦补偿控制量Tc的运算处理的一个例子的流程图。

具体实施方式

＜第一实施方式＞

参照图1～图11A、图11B，对本发明的具有转向控制装置的电动动力转向装置的第一实施方式进行说明。第一实施方式中的电动动力转向装置以自动驾驶或驾驶辅助为前提。

如图1所示，电动动力转向装置被配置为：具备方向盘11、转矩传感器15、转向机构20、电动致动器22以及具有操作稳定性控制部(operation stability control unit)82和驾驶辅助控制部84的ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)80。

方向盘11会在驾驶辅助或自动驾驶时由驾驶员适当地进行转向操作或在免手动操作(hands free)的状态下进行其转动动作，并向ECU80输出转向角和转向角速度。转矩传感器15是对在通过方向盘11进行了转向操作或转动动作时施加到方向盘11的转矩进行计测的传感器，作为计测结果的转矩传感器值被输出向ECU80。

电动致动器22具有辅助马达或转动马达，根据来自ECU80的转矩输入进行转动。转向机构20具有转向齿条，被配置为通过从电动致动器22和方向盘11施加的转矩来进行自动驾驶或驾驶辅助中的转向动作。

ECU80具有控制器或处理器、各种存储器等，在其内部以硬件或软件的方式构建有操作稳定性控制部82和驾驶辅助控制部84。对ECU80输入目标舵角θ、车速V以及表示车辆的各种状况或状态的其他车辆信息(例如横向加速度、横摆角速度等)。操作稳定性控制部82被配置为基于如上所述地被输入至ECU80的信息来进行现有的操作稳定性控制。驾驶辅助控制部84被配置为将目标舵角θ、车速V以及其他车辆信息作为输入，对基于以追随目标舵角的方式进行了补偿的基准舵角的补偿后的目标转矩进行运算并输出，来作为向电动致动器22的转矩输入(即，表示请求转矩的信号)。在此，参照图2对驾驶辅助控制部84详细进行说明。

如图2所示，驾驶辅助控制部84具备目标转矩运算部86、摩擦补偿部88以及加法器90。对驾驶辅助控制部84输入通过自动驾驶或驾驶辅助在依次设定的道路的中央行驶所需的目标舵角θ、通过车速传感器计测的车速V以及其他车辆信息，并输出使转向机构20的转向齿条移动所需的目标转矩T。驾驶辅助控制部84被配置为除了现有的目标转矩运算部86之外，还具备本实施方式的摩擦补偿部88。对摩擦补偿部88输入目标舵角θ和车速V，通过作为“加法运算输出部”的一个例子的加法器90，对摩擦补偿控制量Tcf(即，如后文所述的已经进行了低通滤波处理的摩擦补偿控制量)与目标转矩T进行加法运算，来作为补偿后目标转矩Tm。

需要说明的是，在图2中在目标转矩运算部86之后进行了加法运算，但加法运算的场所是任意的。此外，也可以代替摩擦补偿控制量Tcf而对未实施低通滤波处理的摩擦补偿控制量Tc与目标转矩T进行加法运算，来作为补偿后目标转矩Tm。如此，在本实施方式中，驾驶辅助控制部84或其中的特别是摩擦补偿部88构成“转向控制装置”的一个例子。在此，参照3～图7对摩擦补偿部88进一步详细地进行说明。

在图3中，摩擦补偿部88被配置为具备：摩擦转矩运算部881，基于车速V来运算摩擦转矩Tt；基准舵角运算部882，基于该摩擦转矩Tt和目标舵角θ来运算基准舵角θ_t；减法器883，从目标舵角θ减去该基准舵角θ_t(即，对－θ_t与+θ进行加法运算)；摩擦补偿控制量运算部884，基于该减法结果来运算摩擦补偿控制量Tc；以及低通滤波器885，对该摩擦补偿控制量Tc实施低通滤波处理，并输出摩擦补偿控制量Tcf。

摩擦补偿部88首先基于从车速传感器输入的车速V来运算或设定应该对转向机构20(参照图1)补偿的摩擦转矩Tt。在此，参照图4对摩擦转矩Tt的运算方法(或设定方法)的优选的一个例子加以说明。在摩擦补偿部88中，优选的是，使用如图4所示的映射图来计算摩擦转矩Tt。在图4中示出了将横轴设为车速V、将纵轴设为摩擦转矩Tt时的摩擦转矩Tt的曲线，这样的映射图保持在ECU80所具有的存储器内，并适当地进行更新。需要说明的是，在此决定的摩擦转矩Tt准确地说是仅具有大小的物理量，其补偿方向(即符号)在后级中被决定。

如图4所示，当使用该映射图时，与车速V小时相比，在车速V大时设定更小的摩擦转矩Tt。这是因为从谋求稳定性提高的观点出发以及在高速下因转向机构20(参照图1)的反向输入振动而摩擦减小，因此补偿的摩擦较小即可。此外，从稳定性的观点出发，也可以如图4那样在车速V为0时将摩擦转矩Tt设为0。

需要说明的是，除了车速V之外，在摩擦转矩运算中也可以使用目标舵角θ、转向转矩(例如，从图1的转矩传感器15输出的转矩传感器值)。此时，在目标舵角θ大时，从谋求稳定性提高的观点出发，减小应该补偿的摩擦为好。此外，为了防止转向感变差，在转向转矩大时减小摩擦转矩Tt为好。

再次，在图3中，在摩擦补偿部88中，接着上述的摩擦转矩Tt的运算处理，通过基准舵角运算部882来运算或设定基准舵角θ_t。在此，参照图5的流程图和图6的特性图，对基准舵角运算部882中的基准舵角运算方法的优选的一个例子进行说明。需要说明的是，图5所示的处理例程可以按每个规定的运算周期(例如5msec)来执行。此外，在图6中，为了便于说明，在基准舵角θ_t的正负符号的定义中，将从中立位置(零点)向左旋转方向设为正。

在图5中，首先，判定基准舵角θ_t是否被初始化，即判定本次周期是否为初次周期(步骤S100)。

在此，在基准舵角θ_t未被初始化的情况下(步骤S100：否(No))，进入步骤S102，反之，在本次周期是初次周期的情况下，即在基准舵角θ_t在前一次周期以前被初始化的情况下(步骤100：是(Yes))，直接进入步骤S104。

在步骤S102中，将基准舵角θ_t的初始值设定为目标舵角θ(本次周期的值，以下相同)。即，设定为θ_t＝θ。需要说明的是，基准舵角θ_t的初始值也可以是零。当结束步骤S102时，进入步骤S104。

在步骤S104中，运算偏差上限值Δ，该偏差上限值Δ是通过本实施方式的基准舵角θ_t与目标舵角θ之间的偏差来进行大小判定的“规定值”的一个例子。偏差上限值Δ使用如上所述地运算出的摩擦转矩Tt和增益K，运算为Δ＝Tt/K。增益K可以是考虑转向感和舵角追随性而决定的任意的固定值。需要说明的是，Tt和K为正值，因此偏差上限值Δ为正值。

接下来，在步骤S106中，判定目标舵角θ、在上述步骤S104中运算出的偏差上限值Δ以及当前的基准舵角θ_t是否是θ＞θ_t+Δ的关系。即，判定θ与θ_t之间的偏差(θ－θ_t)是否大于偏差上限值Δ，换言之，判定θ与θ_t之间的偏差(θ－θ_t)是否为偏差上限值Δ以下。作为该判定的结果，在θ＞θ_t+Δ的情况下(步骤S106：是)，进入步骤S108，反之，在θ≤θ_t+Δ的情况下(步骤S106：否)，进入步骤S110。

在步骤S108中，使用目标舵角θ和在上述步骤S104中运算出的偏差上限值Δ，通过θ_t＝θ－Δ的算式将基准舵角θ_t变更为新的值。即，在从目标舵角θ减去基准舵角θ_t而得到的偏差Δθ(＝θ－θ_t)为Δθ＞Δ的情况下，将基准舵角θ_t变更(更新)为θ_t＝θ－Δ。

另一方面，在步骤S110中，判定目标舵角θ(本次周期的值)、在上述步骤S104中运算出的偏差上限值Δ以及当前的基准舵角θ_t是否是θ＜θ_t－Δ的关系。即，判定θ与θ_t之间的偏差(θ－θ_t)是否小于偏差上限值－Δ，换言之，判定θ与θ_t之间的偏差(θ－θ_t)是否为偏差上限值－Δ以上。在该判定的结果为θ＜θ_t－Δ的情况下(步骤S110：是)，进入步骤S112。

在步骤S112中，使用目标舵角θ和在上述步骤S104中运算出的偏差上限值Δ，通过θ_t＝θ+Δ的算式将基准舵角θ_t变更为新的值。即，在从目标舵角θ减去基准舵角θ_t而得到的偏差Δθ(＝θ－θ_t)为Δθ＜－Δ的情况下，将基准舵角θ_t变更(更新)为θ_t＝θ+Δ。需要说明的是，在上述的步骤S110中为θ≥θ_t－Δ的情况下(步骤110：否)，本次周期的处理直接结束。因此，在该情况下，维持当前的基准舵角θ_t而不进行变更。即，在从目标舵角θ减去基准舵角θ_t而得到的偏差Δθ(＝θ－θ_t)为－Δ≤Δθ≤Δ的情况下，维持基准舵角θ_t而不进行变更。

图6是通过时间序列表示目标舵角θ的变化方案与基准舵角θ_t的变化方案的关系的一个例子的图。在图6的目标舵角θ的变化方案中，方向盘11被向左转直到时刻t1为止，从时刻t1起被向右返回。与之相应，基准舵角θ_t成为θ＞θ_t+Δ的关系直到时刻t1为止，因此，以θ_t＝θ－Δ的关系进行变更(参照图5的步骤S108)。此外，从时刻t1起到时刻t2为止，基准舵角θ_t成为θ≤θ_t+Δ且θ≥θ_t－Δ的关系，因此维持基准舵角θ_t而不进行变更(参照图5的步骤S110：否)。此外，在时刻t2以后，基准舵角θ_t成为θ＜θ_t－Δ的关系，因此，以θ_t＝θ+Δ的关系进行变更(参照图5的步骤S112)。

再次，在图3中，在摩擦补偿控制量运算部884中，接着上述的基准舵角θ_t的运算处理，基于从目标舵角θ减去该基准舵角θ_t的通过减法器883得到的减法结果来运算或设定摩擦补偿控制量Tc。在摩擦补偿控制量Tc的正负的定义中，将左旋的转矩的方向设为正。

使用目标舵角θ、如上所述地运算出的基准舵角θ_t以及增益K(＝Tt/Δ)，通过Tc＝K·Δθ的算式，即Tc＝K(θ－θ_t)的算式来运算摩擦补偿控制量Tc。需要说明的是，在此使用的增益K与在上述的基准舵角运算中使用的增益K相同(参照图6的步骤S104)。

在此，参照图7，对摩擦补偿控制量运算部884中的摩擦补偿控制量Tc的运算方法的优选的一个例子加以说明。图7是如上所述地运算的摩擦补偿控制量Tc的特性的说明图。在图7中，将横轴设为目标舵角θ，将纵轴设为摩擦补偿控制量Tc。在图7中，作为代表，示出了如上所述地运算的摩擦转矩Tt为Tt1的情况和摩擦转矩Tt为Tt2(＜Tt1)的情况。即，例如，示出了低速域V1或中速域V2时的摩擦转矩Tt1的情况和高速域V3时的摩擦转矩Tt2的情况。此外，在图7中，为了容易理解，在Tt1和Tt2中的任一个的情况下，为了方便，也假设基准舵角θ_t相同，并且不根据目标舵角θ的变化而变化。需要说明的是，在基准舵角θ_t变化的情况下，与之相应，曲线图仅以新的基准舵角θ_t为中心在横轴方向上平行移动。

如图7所示，偏差上限值Δ为Δ＝Tt/K，因此摩擦转矩Tt越大则偏差上限值Δ越大(例如，Tt1时的偏差上限值Δ1比Tt2时的偏差上限值Δ2大)。此外，在－Δ≤Δθ≤Δ的范围内，维持基准舵角θ_t而不进行变更，根据Tc＝K·Δθ，即Tc＝K·(θ－θ_t)，摩擦补偿控制量Tc的大小与Δθ成比例地增加。并且，在Δθ＞Δ和Δθ＜－Δ的范围内，基准舵角θ_t如上所述地被变更，并且Δθ的大小成为恒定的大小Δ，因此根据Tc＝K·Δθ和Δ＝Tt/K，摩擦补偿控制量Tc的大小成为与摩擦转矩Tt的大小对应的恒定值。

再次，在图3中，在低通滤波器885中，接着上述的摩擦补偿控制量Tc的运算处理，优选的是，通过低通滤波器对摩擦补偿控制量Tc进行滤波处理。在此，用记号Tcf来表示滤波处理后的摩擦补偿控制量。低通滤波器例如可以是以下这样的一次的低通滤波器，也可以是其他的形式(例如也可以提高次数)。

Tcf＝1/(fc·s+1)·Tc

在此，fc为截止频率，理想的是，fc为可变值，以便能考虑转向感、舵角振动。

如此，如图2所示，通过加法器90对从摩擦补偿部88输出的滤波后摩擦补偿控制量Tcf与从目标转矩运算部86输出的目标转矩T进行加法运算。然后，通过电动致动器22所具有的辅助马达将从驾驶辅助控制部84输出的补偿后目标转矩Tm赋予至转向机构20的转向齿条。

如以上参照图1～图7详细地进行了说明那样，根据第一实施方式，在摩擦补偿部88中，能根据车速V、目标舵角θ生成最佳的大小/方向的摩擦补偿控制量(Tc或Tcf)来补偿在转向机构20(参照图1)中产生的摩擦。由此，能相对于伴有微小的变化的所有的目标舵角θ，使转向角的追随性提高。特别是，如图5所示，根据目标舵角θ与基准舵角θ_t的偏差使基准舵角θ_t适当地变化(换言之，使基准舵角θ_t适当地追随目标舵角θ)，由此能生成平稳(smooth)、无不适感(振动)、接近实际的摩擦特性的摩擦补偿控制量。此外，如图5所示，根据目标舵角θ与基准舵角θ_t的偏差使基准舵角θ_t适当地变化，由此能在任意的转向位置补偿摩擦，而不限于中立位置(目标舵角θ＝0)。

接着，参照图8A、图8B～图11A、图11B，对表示第一实施方式中的上述效果的例子的两个模拟结果进行说明。以下，有摩擦补偿(本实施方式)、无摩擦补偿(比较例)是描述摩擦补偿部88(参照图2)的有无。

图8A、图8B示出第一模拟。在图8A、图8B中，第一模拟在有摩擦补偿(图8B：本实施方式)的情况和无摩擦补偿(图8A：比较例)的情况下，对舵角追随性进行比较，两种情况下车速均为40km/h，并且输入了相同的波形作为目标舵角。车辆具有驾驶辅助控制部84，相对于目标舵角计算目标转矩，通过致动器使转向齿条转动来进行舵角控制。本来是由于车辆行为变化而目标舵角也时刻变化，但在此，为了单独评价舵角追随性，将目标舵角固定。虚线表示目标舵角的时间序列波形，实线表示转向角的时间序列波形。从该结果可知，有摩擦补偿与无摩擦补偿相比，舵角追随性提高了。

接着，在图9～图11A、图11B中示出第二模拟。在图9中，在第二模拟中，与上述的第一模拟不同，设为目标舵角以根据车辆的状态而成为用于追随车道的最佳的值的方式时刻变化。

图9是表示在第二模拟下行驶的路线坐标的图(即，当作地上的道路地图的俯视图)，表示以车速80km/h从直线进入弯道的任务。车辆具有驾驶辅助控制部84，无需驾驶员的转向地自动追随路线。

图10A是表示转向角的变化的时间序列，图10B是为了易于理解地表示转弯稳态时的行为而将图10A的从5秒起至20秒为止的时间放大显示的图。虚线表示无摩擦补偿的结果，实线表示有摩擦补偿的结果。可知与无摩擦补偿的波形相比，有摩擦补偿的波形的舵角的波动(即，相对于应该行驶的道路的中央向左右轻微摇晃)小。认为这是因为能通过加入摩擦补偿来补偿转向机构的摩擦，并且能进行微小的舵角控制，因此直行稳定性提高。

图11A是在有摩擦补偿时通过详细的摩擦模型计算出在转向机构中实际产生的摩擦的图，图11B是表示此时的摩擦补偿控制量Tcf的变化的时间序列。从该结果可知，摩擦补偿控制量Tcf能生成与实际的摩擦相似的波形。即，根据第一实施方式可知，能相对于目标舵角θ生成最佳的大小/方向的摩擦补偿控制量Tcf。

＜第二实施方式＞

参照图12～图14，对本发明的转向控制装置的第二实施方式进行说明。在第二实施方式中，关于硬件构成，与图1等所示的第一实施方式相同，主要是基准舵角θ_t的运算和摩擦补偿控制量Tc的运算与第一实施方式不同。因此，对于第二实施方式，以下针对该不同的点进行说明，对于与第一实施方式相同的构成和动作处理标注相同的参照符号(参照图5和图13)，并适当地省略它们的说明。

在第二实施方式中，偏差上限值Δ为固定值，取而代之将增益K设为可变值。图12是表示通过第二实施方式实现的摩擦补偿控制量Tc的特性的图，是相当于第一实施方式的图7的图。在第二实施方式中，如图12所示，偏差上限值Δ为规定的固定值，增益K可变。需要说明的是，在第二实施方式中，与第一实施方式同样地，增益K与偏差上限值Δ的关系为Δ＝Tt/K。因此，在第二实施方式中，增益K随着摩擦转矩Tt变大而变大。因此，在－Δ≤Δθ≤Δ的范围内，随着摩擦转矩Tt变大，摩擦补偿控制量Tc相对于同一Δθ的变化量变大。需要说明的是，在Δθ＞Δ和Δθ＜－Δ的范围内，摩擦补偿控制量Tc的大小成为摩擦转矩Tt的大小并且成为恒定，这与第一实施方式相同。不过，偏差上限值Δ是固定的，因此无论摩擦转矩Tt如何，Δθ＞Δ和Δθ＜－Δ的范围都被固定，在该范围内，摩擦补偿控制量Tc的大小以摩擦转矩Tt的大小成为恒定。

需要说明的是，在第二实施方式中，仅基准舵角θ_t的运算方法和摩擦补偿控制量Tc的运算方法与第一实施方式不同，摩擦转矩Tt的运算方法、低通滤波器的处理可以相同。以下，仅对第二实施方式中的基准舵角θ_t的运算方法和摩擦补偿控制量Tc的运算方法进行说明。

图13是表示第二实施方式中的基准舵角运算方法的优选的一个例子的流程图。该基准舵角运算方法与图5所示的第一实施方式中的基准舵角运算方法相比，仅在没有步骤S104的处理这一点上不同。即，在第二实施方式中，偏差上限值Δ为规定的固定值，因此无需根据摩擦转矩Tt来运算偏差上限值Δ，该固定值在步骤S106以后被直接使用。

图14是表示第二实施方式中的摩擦补偿控制量Tc的运算处理的一个例子的流程图。在步骤S200中，运算(设定)增益K。增益K使用如上所述地运算出的摩擦转矩Tt和偏差上限值Δ(固定值)被运算为K＝Tt/Δ。

在步骤S202中，使用目标舵角θ、基准舵角θ_t以及在上述步骤200中设定的增益K，通过Tc＝K·Δθ的算式，即Tc＝K(θ－θ_t)的算式来运算。

根据以上说明的第二实施方式，可以得到与上述的第一实施方式大致相同的效果。不过，在第二实施方式中，当增益K过大时容易振动，因此理想的是，以不产生该振动的方式适当地决定偏差上限值Δ。

＜变形方式＞

在第一实施方式中，对驾驶辅助控制部84输入追随车道所需的目标舵角θ，但也可以使用横向加速度、横摆角速度等作为目标值。此时，摩擦补偿部88也将目标舵角θ置换成其他的目标值，与之相应地将基准舵角置换成相对于其他的目标值的基准值，由此能在相同的逻辑中使用，其效果也与第一实施方式相同。

为了提高转向感，也可以将摩擦转矩Tt设为根据经由方向盘11(参照图1)输入的驾驶员转向转矩而可变。

作为转向机构20(参照图1)的特性，由于对转向齿条的负荷增加而摩擦变大，因此将摩擦转矩Tt设为根据转向角、横向加速度、齿条轴向力而可变。此外，在柱式EPS的情况下，由于马达所产生的转矩而摩擦增大，因此也可以将摩擦转矩Tt设为根据辅助量(图1的转矩输入)而可变。

在第一实施方式中产生了充分接近实际的摩擦特性的摩擦波形，但为了进一步考虑静摩擦，也可以将摩擦转矩Tt设为根据目标舵角速度而可变。由此，能生成考虑到静摩擦、动摩擦、弹性摩擦梯度的摩擦补偿控制量Tc。

如以上详细说明的那样，根据实施方式，通过设置基于目标舵角θ、车速V等来输出适当的方向、大小的摩擦补偿控制量Tc或Tcf的摩擦补偿部88，在自动驾驶或驾驶辅助中，补偿在转向机构20中产生的摩擦，从而使舵角追随性提高。由此，谋求直线时的摇晃减少、干扰响应性的提高。

而且，在由于瞬间的转矩波动而产生了车所需以上的横向加速度的情况下，也可以抑制被指示的目标横向加速度本身改变、目标横向加速度的增减方向也多次被调换而使振动放大这样的不良情况的发生。在目标横向加速度的增减方向被切换时，请求转矩平滑地减少或增加，因此相对于目标横向加速度的微小的波动，摩擦补偿控制量Tc或Tcf也微小地波动，从而可以减小转矩的波动幅度。

附记

关于以上说明的实施方式，还公开以下的附记。

[附记1]

本发明的附记1所述的转向控制装置是一种转向控制装置，该转向控制装置控制进行自动驾驶或驾驶辅助的车辆的转向，其特征在于，具备：基准舵角运算部，基于所述车辆的目标舵角(θ)和车速(V)来运算所述车辆的基准舵角(θ_t)；以及补偿部，判定所述运算出的基准舵角(θ_t)与所述目标舵角(θ)之间的偏差是否成为规定值(Δ)以上，在判定为所述偏差成为所述规定值(Δ)以上的情况下，以所述运算出的基准舵角(θ_t)追随所述目标舵角(θ)的方式补偿所述运算出的基准舵角(θ_t)。

根据附记1所述的转向控制装置，基于与车辆应该通过自动驾驶或驾驶辅助行进的方向相应的目标舵角(θ)和该车辆的车速(V)，通过基准舵角运算部来运算车辆的基准舵角(θ_t)。接下来，首先，通过补偿部来判定运算出的基准舵角(θ_t)与目标舵角(θ)之间的偏差是否成为规定值(Δ)以上，在此判定为所述偏差成为规定值(Δ)以上的情况下，作为补偿的结果，设为运算出的基准舵角(θ_t)追随目标舵角(θ)。即，在该情况下，通过补偿，运算出的基准舵角(θ_t)以分离小于规定值(Δ)的形式追随目标舵角(θ)(换言之，不会从目标舵角(θ)分离规定值(Δ)以上地波动)。另一方面，在所述偏差未成为规定值(Δ)以上的情况下，运算出的基准舵角(θ_t)不会被补偿，但在该情况下，即使保持没有补偿的状态，运算出的基准舵角(θ_t)也被设为以分离小于规定值(Δ)的形式追随目标舵角(θ)。

在此，关于“规定值(Δ)”的设定，通过实验或通过经验，通过模拟或通过机器学习，求出请求转矩的波动不会对转向感或乘坐舒适度造成不良影响的界限值，并对该界限值加入一些裕量来进行设定即可。该值可以事先设定为规定值，也可以通过机器学习在自动驾驶中、驾驶辅助中适当地更新规定值。在任一个方式中，都将规定值设定为小到落入使基准舵角(θ_t)朝向目标舵角(θ)波动时的请求转矩不会急剧地波动的容许范围内的程度的值。此外，关于通过补偿部进行的“追随”，通过对与目标舵角(θ)对应的目标转矩(T)加上通过补偿部基于目标舵角和车速运算为具有适当的方向和大小的摩擦补偿控制量(Tc或Tcf)的方式等进行即可。由此，能补偿作为转向反作用力的摩擦转矩，从而能提高实际舵角相对于目标舵角(θ)的追随性。如此补偿在车辆的转向机构中产生的摩擦而使舵角追随性提高，由此也能谋求直线时的摇晃减少、干扰响应性的提高。

以上的结果是，即使在目标横向加速度的增减方向从增加向减少切换或从减少向增加切换时，也对基准舵角适当地进行补偿，因此能抑制进行转向机构的转动或转动辅助的电动致动器中的、基于该补偿了的基准舵角的请求转矩急剧地波动。

[附记2]

附记2所述的转向控制装置是附记1所述的转向控制装置，其特征在于，还具备摩擦转矩运算部，该摩擦转矩运算部基于表示包括所述车速(V)的所述车辆的状态的规定种类的参数来运算应该对所述车辆的转向机构补偿的摩擦转矩值(Tt)，所述基准舵角运算部不基于所述车速(V)而基于所述运算出的摩擦转矩值(Tt)和所述目标舵角(θ)来运算所述基准舵角(θ_t)，或者除了基于所述车速(V)之外还基于所述运算出的摩擦转矩值(Tt)和所述目标舵角(θ)来运算所述基准舵角(θ_t)。

根据附记2所述的转向控制装置，首先，在摩擦转矩运算部中，基于包括车速(V)的规定种类的参数(例如，除了车速(V)之外，还有横向加速度、横摆角速度、驾驶员转向转矩等)来运算应该对转向机构补偿的摩擦转矩值(Tt)。接下来，在基准舵角运算部中，不基于车速(V)而基于如此运算出的摩擦转矩值(Tt)和目标舵角(θ)来运算基准舵角(θ_t)，或者除了车速(V)之外还基于如此运算出的摩擦转矩值(Tt)和目标舵角(θ)来运算基准舵角(θ_t)。因此，即使在目标横向加速度的增减方向从增加向减少切换或从减少向增加切换时，也能以反映了由包括车速(V)的规定种类的参数表示的车辆的状态的形式进行补偿，从而请求转矩能平滑地减少或增加。而且，相对于目标横向加速度的微小的波动，摩擦补偿控制量也能微小地波动，因此也能减小请求转矩的波动幅度。如此，能更有效地抑制请求转矩急剧地波动。

[附记3]

附记3所述的转向控制装置是附记2所述的转向控制装置，其特征在于，所述摩擦转矩运算部以在所述车速(V)为第一车速值时应该补偿的摩擦转矩值(Tt)比在所述车速(V)为小于所述第一车速值的第二车速值时应该补偿的摩擦转矩值小的方式运算所述应该补偿的摩擦转矩值(Tt)。

根据附记3所述的转向控制装置，虽然实际的转向摩擦特性根据车速(V)而不同，但也能根据车速(V)来补偿更合适的摩擦转矩。例如，在高速下，因转向机构的反向输入振动而摩擦减小，因此能进行使摩擦补偿控制量(Tc或Tcf)减小等与实际的转向机构相应的个别具体的对应。

[附记4]

附记4所述的转向控制装置是附记2或3所述的转向控制装置，其特征在于，作为所述运算出的基准舵角的补偿，在与基于所述运算出的摩擦转矩值(Tt)而设定的偏差上限值相比，所述运算出的基准舵角(θ_t)与所述目标舵角(θ)之间的偏差的绝对值大的情况下，所述补偿部向所述偏差的绝对值减小的方向变更所述基准舵角(θ_t)，在与所述偏差上限值相比，所述偏差的绝对值不大的情况下，所述补偿部不变更所述基准舵角(θ_t)。

根据附记4所述的转向控制装置，在与基于运算出的摩擦转矩值(Tt)而设定的偏差上限值相比，运算出的基准舵角(θ_t)与所述目标舵角(θ)之间的偏差的绝对值大的情况下，通过补偿部向偏差的绝对值减小的方向变更基准舵角(θ_t)。反之，在与偏差上限值相比，所述偏差的绝对值不大的情况下，不变更基准舵角(θ_t)，即维持基准舵角(θ_t)。因此，能补偿考虑到弹性摩擦梯度的接近实际的摩擦特性的摩擦转矩(Tt)。即，能根据转向机构的实际的可动状况来避免要补偿的摩擦转矩(Tt)过剩或不足。

[附记5]

附记5所述的转向控制装置是附记2～4中任一项所述的转向控制装置，其特征在于，作为所述运算出的基准舵角(θ_t)的补偿，所述补偿部通过将所述运算出的基准舵角(θ_t)与所述目标舵角(θ)之间的偏差乘以增益来计算摩擦补偿控制量(Tc或Tcf)。

根据附记5所述的转向控制装置，在补偿部中，作为运算出的基准舵角(θ_t)的补偿，通过将所述偏差乘以增益来计算摩擦补偿控制量(Tc或Tcf)。这样一来，通过将该计算出的摩擦补偿控制量(Tc或Tcf)保持原样或经过其他的处理之后与目标转矩(T)进行加法运算来设定补偿后目标转矩(Tm)。如此，能执行基准舵角的补偿来作为比较简单的处理。

[附记6]

附记6所述的转向控制装置是附记5所述的转向控制装置，其特征在于，还具备低通滤波器，该低通滤波器对所述计算出的摩擦补偿控制量(Tc)实施低通滤波处理。

根据附记6所述的转向控制装置，通过将如附记6所述地计算出的摩擦补偿控制量(Tc)经过低通滤波处理后(即，作为摩擦补偿控制量(Tcf))与目标转矩(T)进行加法运算来设定补偿后目标转矩(Tm)。因此，也能通过对低通滤波器赋予适当的常数这样的比较简单的处理来使手动操作(hands on)时的转向感提高。

[附记7]

附记7所述的转向控制装置是附记5或6所述的转向控制装置，其特征在于，作为所述运算出的基准舵角的补偿，所述补偿部通过将所述运算出的摩擦转矩值(Tt)除以所述增益来设定偏差上限值(Δ)，在从所述目标舵角(θ)减去所述运算出的基准舵角(θ_t)而得到的偏差(θ－θ_t)比所述设定的偏差上限值(Δ)大的情况下，所述补偿部将所述运算出的基准舵角(θ_t)变更为从所述目标舵角(θ)减去所述设定的偏差上限值(Δ)而得到的值(θ－Δ)，在所述减去所述运算出的基准舵角(θ_t)而得到的偏差(θ－θ_t)比所述设定的偏差上限值(Δ)的负值(－Δ)小的情况下，所述补偿部将所述运算出的基准舵角(θ_t)变更为对所述目标舵角(θ)加上所述设定的偏差上限值(Δ)而得到的值(θ+Δ)，在所述减去所述运算出的基准舵角(θ_t)而得到的偏差(θ－θ_t)的绝对值为所述设定的偏差上限值(Δ)以下的情况下，所述补偿部维持所述运算出的基准舵角(θ_t)而不进行变更。

根据附记7所述的转向控制装置，能通过变更增益的值来任意地设计相对于目标舵角(θ)的微小的变化使摩擦补偿控制量(Tc或Tcf)增加多少。例如，能通过增大增益来提高响应性、减少直行行驶时的摇晃(或相对于弯曲的道路中央的摇晃)、提高侧风等的干扰响应性。因此，能补偿考虑到弹性摩擦梯度的接近实际的摩擦特性的摩擦转矩(Tt)。即，能根据转向机构的实际的可动状况来避免要补偿的摩擦转矩(Tt)过剩或不足。

[附记8]

附记8所述的转向控制装置是附记1～7中任一项所述的转向控制装置，其特征在于，还具备：目标转矩运算部，基于所述目标舵角(θ)来运算目标转矩(T)；以及加法运算输出部，对与所述补偿了的基准舵角(θ_t)对应地计算出的摩擦补偿控制量(Tc或Tcf)与所述运算出的目标转矩(T)进行加法运算，从而将补偿后的目标转矩(Tm)输出给该车辆的转向机构的电动致动器。

根据附记8所述的转向控制装置，当通过目标转矩运算部基于目标舵角(θ)或基于目标舵角(θ)和车速(V)等来运算目标转矩(T)时，通过加法运算输出部对与补偿了的基准舵角(θ_t)对应地计算出的摩擦补偿控制量(Tc或Tcf)与运算出的目标转矩(T)进行加法运算。由此，对电动致动器输出补偿后的目标转矩(Tm)。因此，即使在目标横向加速度的增减方向从增加向减少切换或从减少向增加切换时，也能通过按照将摩擦补偿控制量(Tc)保持原样或经由低通滤波处理等与目标转矩(T)进行加法运算而成的补偿后目标转矩(Tm)来抑制电动致动器的请求转矩急剧地波动。

[附记9]

附记9所述的电动动力转向装置是一种电动动力转向装置，其特征在于，具备：附记1～8中任一项所述的转向控制装置；以及电动致动器，基于所述补偿了的基准舵角来控制请求转矩。

根据附记9所述的电动动力转向装置，其具备上述的各附记的转向控制装置，因此在自动驾驶中、驾驶辅助中，即使在目标横向加速度的增减方向从增加向减少切换或从减少向增加切换时，也能抑制电动致动器的请求转矩急剧地波动。

本发明可以在不违反能从权利要求书和说明书整体读取的发明的主旨或思想的范围内适当进行变更，伴随这样的变更的转向控制装置或电动动力转向装置也包括在本发明的技术思想中。

Claims (9)

1.一种转向控制装置，控制进行自动驾驶或驾驶辅助的车辆的转向，所述转向控制装置的特征在于，具备：

基准舵角运算部，基于所述车辆的目标舵角和车速来运算所述车辆的基准舵角；以及

补偿部，判定所述运算出的基准舵角与所述目标舵角之间的偏差是否成为规定值以上，在判定为所述偏差成为所述规定值以上的情况下，以所述运算出的基准舵角追随所述目标舵角的方式补偿所述运算出的基准舵角。

2.根据权利要求1所述的转向控制装置，其特征在于，

还具备摩擦转矩运算部，该摩擦转矩运算部基于表示包括所述车速的所述车辆的状态的规定种类的参数来运算应该对所述车辆的转向机构补偿的摩擦转矩值，

所述基准舵角运算部不基于所述车速而基于所述运算出的摩擦转矩值和所述目标舵角来运算所述基准舵角，或者除了基于所述车速之外还基于所述运算出的摩擦转矩值和所述目标舵角来运算所述基准舵角。

3.根据权利要求2所述的转向控制装置，其特征在于，

所述摩擦转矩运算部以在所述车速为第一车速值时应该补偿的摩擦转矩值比在所述车速为小于所述第一车速值的第二车速值时应该补偿的摩擦转矩值小的方式，运算所述应该补偿的摩擦转矩值。

4.根据权利要求2或3所述的转向控制装置，其特征在于，

作为所述运算出的基准舵角的补偿，在与基于所述运算出的摩擦转矩值而设定的偏差上限值相比，所述运算出的基准舵角与所述目标舵角之间的偏差的绝对值大的情况下，所述补偿部向所述偏差的绝对值减小的方向变更所述基准舵角，在与所述偏差上限值相比，所述偏差的绝对值不大的情况下，所述补偿部不变更所述基准舵角。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的转向控制装置，其特征在于，

作为所述运算出的基准舵角的补偿，所述补偿部通过将所述运算出的基准舵角与所述目标舵角之间的偏差乘以增益来计算摩擦补偿控制量。

6.根据权利要求5所述的转向控制装置，其特征在于，

还具备低通滤波器，该低通滤波器对所述计算出的摩擦补偿控制量实施低通滤波处理。

7.根据权利要求5或6所述的转向控制装置，其特征在于，

作为所述运算出的基准舵角的补偿，

所述补偿部通过将所述运算出的摩擦转矩值除以所述增益来设定偏差上限值，

在从所述目标舵角减去所述运算出的基准舵角而得到的偏差大于所述设定的偏差上限值的情况下，所述补偿部将所述运算出的基准舵角变更为从所述目标舵角减去所述设定的偏差上限值而得到的值，

在所述减去所述运算出的基准舵角而得到的偏差比所述设定的偏差上限值的负值小的情况下，所述补偿部将所述运算出的基准舵角变更为对所述目标舵角加上所述设定的偏差上限值而得到的值，

在所述减去所述运算出的基准舵角而得到的偏差的绝对值为所述设定的偏差上限值以下的情况下，所述补偿部维持所述运算出的基准舵角而不进行变更。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的转向控制装置，其特征在于，还具备：

目标转矩运算部，基于所述目标舵角来运算目标转矩；以及

加法运算输出部，对与所述补偿了的基准舵角对应地计算出的摩擦补偿控制量与所述运算出的目标转矩进行加法运算，从而将补偿后的目标转矩输出给该车辆的转向机构的电动致动器。

9.一种电动动力转向装置，其特征在于，具备：

权利要求1～8中任一项所述的转向控制装置；以及

电动致动器，基于所述补偿了的基准舵角来控制请求转矩。

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