CN115723837A - 转向系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种实用性高的线控转向型的转向系统。在通常工作中，使赋予至操作构件(10)的施加力(Tq_C)作为操作反作用力发挥功能(Tq_C‑A、Tq_C‑C、Tq_C‑L)，在自动泊车等自动转舵工作中，通过该施加力来实现与车轮的转舵相应的操作构件的动作(Tq_C‑M)，并且使通常工作中的施加力的至少一部分(Tq_C‑C、Tq_C‑L)不产生。在自动转舵工作中，保证了与车轮的转舵相应的适当的操作构件的动作。

Description

转向系统

技术领域

本发明涉及搭载于车辆的转向系统。

背景技术

近来，正在推进如下的转向系统的开发，该转向系统不依赖于驾驶员对方向盘等操作构件施加的操作力，通过具有驱动源的转舵装置来实现与操作构件的操作相应的车轮的转舵，该转向系统即为所谓线控转向型的转向系统。在线控转向型的转向系统中，为了将作为相对于操作构件的操作的反作用力的操作反作用力赋予至操作构件而设有反作用力赋予装置，即产生施加力来对操作构件进行施力的施力装置。作为用于赋予操作反作用力的施加力，例如，如下述专利文献中所记载的那样，还研究了施力装置产生由几个分量构成的施加力，并且根据状况来变更该分量的比率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5994868号公报。

发明内容

在转向系统中，例如，在使车辆自动泊车的情况下等，有时会进行在不对操作构件进行操作的情况下自动地对车轮进行转舵的工作，即进行自动转舵工作。在线控转向型的转向系统中，被转舵的车轮与操作构件并未机械地连结，因此在自动转舵工作中，为了实现与车轮的转舵相应的操作构件的动作，能利用上述施力装置的施加力。然而，上述施力装置本来是用于为了赋予操作反作用力而产生施加力的装置，因此，也可以预测若产生上述的由几个分量构成的施加力，则在自动转舵工作中不会进行与车轮的转舵相应的适当的操作构件的动作。换言之，操作构件也可能会不自然地动作。这样的操作构件的动作可能会使线控转向型的转向系统的实用性下降。本发明是鉴于这样的实际情况而完成的，其课题在于，提供一种实用性高的线控转向型的转向系统。

为了解决上述问题，本发明的转向系统是搭载于车辆的线控转向型的转向系统，所述转向系统具备：操作构件，由驾驶员进行操作；施力装置，产生施加力来对所述操作构件进行施力；转舵装置，对车轮进行转舵；以及控制器，对该施力装置和转舵装置进行控制，其中，所述控制器被配置为：在通常工作中，实现与所述操作构件的操作相应的车轮的转舵，并且使所述施加力作为相对于所述操作构件的操作的操作反作用力发挥功能；以及在不依赖于所述操作构件的操作地对车轮进行转舵的自动转舵工作中，通过所述施加力来实现与车轮的转舵相应的所述操作构件的动作，并且使所述通常工作中的所述施加力的至少一部分不产生。

发明效果

根据本发明的线控转向型的转向系统，在自动转舵工作中，使在通常工作中作为操作反作用力发挥了功能的由施力装置产生的施加力中的至少一个分量不产生，因此，保证了与车轮的转舵相应的适当的操作构件的动作。

[发明的方案]

就本发明的转向系统中的自动转舵工作而言，其应用没有特别限定，但该车辆对于不依赖于驾驶员的操作构件的操作而车轮自动地被转舵的自动泊车而言是适合的。此外，还研究了在该车辆的生产工厂等事业所内，通过使该车辆自动行驶来进行输送(以下，有时称为“自动行驶输送”)，本发明的转向系统中的自动转舵工作对于该自动行驶输送而言也是适合的。

如前文所述，施加力可以设为由各种各样的分量构成。在通常工作的情况下，例如，可以将施加力设为包括：辅助分量，用于对由驾驶员进行的操作构件的操作进行辅助；补偿分量，用于补偿给驾驶员带来的操作构件的操作感；以及转舵负荷依据分量，基于转舵装置的相对于车轮的转舵的负荷。

补充来说，辅助分量是与所谓动力转向中的辅助力相似的分量，例如，辅助分量可以设为驾驶员对操作构件施加的操作力越大则辅助分量越大这样的分量。

补偿分量例如可以包括回正补偿分量、迟滞补偿分量、阻尼补偿分量以及惯性补偿分量等，其中，该回正补偿分量是使操作构件恢复并维持在车辆直行时的操作位置(以下，有时称为“中立位置”)的分量，该迟滞补偿分量是用于模仿操作构件的操作中的因机械的摩擦而引起的迟滞特性的分量，该阻尼补偿分量是用于粘性地抑制在操作构件中产生的微振动的分量，该惯性补偿分量是用于抑制操作构件的操作开始时的卡顿感、操作结束的流动感的分量。

转舵负荷依据分量可以认为是操作反作用力的核心分量，是用于使驾驶员感受作为对车轮进行转舵所需的力的转舵力的分量。转舵负荷依据分量可以认为是基于在所谓标准的转向系统中作用于连结左右的车轮的转舵杆(有时也称为“齿条杆”)的轴力的分量。这是不仅包括上述转舵力，还广泛地包括从路面作用于车轮的力的概念。转舵负荷依据分量与前文进行了说明的辅助分量相比，力所作用的方向大致成为相反方向。简言之，辅助分量作用于与操作构件的操作方向相同的方向，转舵负荷依据分量作用于与操作构件的操作方向相反的方向。

转舵负荷依据分量可以包括理论分量、实际负荷依据分量、转舵末端依据分量(steering-end-dependent component)以及转舵迟滞依据分量等几个分量，其中，该理论分量是基于操作构件的操作量、车轮的转舵量的理论上的分量，该实际负荷依据分量是表示转舵装置具有电动马达作为驱动源的情况下的能基于向该电动马达的供给电流求出的实际的负荷的分量，该转舵末端依据分量是用于使驾驶员感觉到转舵末端的分量，该转舵迟滞依据分量是基于转舵装置的迟滞特性的分量。

以上描述的分量是能在通常工作中产生的分量，但与此相对，在自动转舵工作中，为了实现与车轮的转舵相应的操作构件的动作，能产生积极动作分量来作为用于根据车轮的转舵来使操作构件积极地动作的分量。理想的是，该积极动作分量成为自动转舵工作中的主要的施加力。鉴于该情况，构成操作反作用力的上述辅助分量、补偿分量、转舵负荷依据分量等可能会妨碍自动转舵工作中的操作构件的适当的动作，因此，理想的是，将这些分量中的至少一部分，换言之，除了积极动作分量之外的所有的分量中的至少一部分设为“自动转舵时非产生分量”，并且使该自动转舵时非产生分量在自动转舵工作中不产生。

就积极动作分量而言，例如基于车轮的转舵量，将与该转舵量相应的操作构件的操作量决定为目标操作量，并基于实际的操作量相对于该目标操作量的偏差，按照反馈控制规则来决定即可。

在积极动作分量仅在自动转舵工作中产生的情况下，预想在积极动作分量的有无产生的切换中，操作构件会急剧地动作。鉴于该情况，理想的是，在自动转舵工作的开始时使积极动作分量逐渐增加，在向通常工作的恢复时，就是说，在自动转舵工作的结束时使积极动作分量逐渐减少。另一方面，若在自动转舵工作的开始时使自动转舵时非产生分量急剧变化，则预想操作构件会因该急剧变化而急剧地动作。如果考虑该情况，则理想的是，在自动转舵工作的开始时，使自动转舵时非产生分量逐渐减少。

作为使自动转舵时非产生分量的至少一部分在自动转舵工作中不产生的方案，例如也可以设为，在自动转舵工作中，使自动转舵时非产生分量中的至少一部分的分量维持原样，并将用于抵消该至少一部分的分量的分量(以下，有时称为“抵消分量”)添加至积极动作分量。对更具体的方案进行说明，就自动转舵时非产生分量而言，针对操作构件的动作，就是说，针对操作构件的动作朝向，可以区分为相同方向分量和相反方向分量，该相同方向分量是作用于与积极动作分量相同方向的分量，该相反方向分量是作用于与积极动作分量相反方向的分量。在设为在自动转舵工作中不使相反方向分量产生的情况下，例如，能通过将与该相反方向分量相同大小的分量添加至积极动作分量来抵消该相反方向分量。

在添加上述抵消分量的方案中，在自动转舵工作的结束时，将该抵消分量与被抵消的至少一部分的分量一起立即断开，换言之，使其急剧减少，由此，能充分地减轻或防止因该至少一部分的分量的残留而引起的自动转舵工作的结束时的操作构件的不适当的动作。在被抵消的至少一部分的分量是上述相反方向分量的情况下，在自动转舵工作的结束时，将该相反方向分量与上述相同大小的分量一起立即断开，换言之，使其急剧减少，由此，能充分地减轻或防止因该相反方向分量的残留而引起的自动转舵工作的结束时的操作构件的不适当的动作。上述的转舵负荷依据分量是相反方向分量，即使自动转舵工作结束了也残留的盖然性高，立即断开转舵负荷依据分量所带来的好处是很大的。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的转向系统的硬件构成的图。

图2是表示本发明的转向系统的控制器的功能构成的功能框图。

图3是表示控制器的功能构成中所包括的第一切换器～第三切换器的框图。

图4是表示通常工作和自动转舵工作各自的有无对操作构件的施加力的各种分量的产生的表。

图5是表示通常工作与自动转舵工作之间的切换中的对操作构件的施加力及施加力的几个分量的变化的曲线图。

附图标记说明：

10：方向盘〔操作构件〕12：反作用力致动器〔施力装置〕14：操作部16：车轮18：转舵致动器〔转舵装置〕20：转舵部22：转向电子控制单元(转向ECU)〔控制器〕32：反作用力马达40：马达旋转角传感器44：操作转矩传感器50：转舵杆58：转舵马达68：马达旋转角传感器70：自动泊车控制器72：车速传感器100：反作用力控制部102：转舵控制部104：辅助分量决定部106：补偿分量决定部108：积极动作分量决定部110：转舵负荷依据分量决定部112：操作角换算部114：目标操作角决定部116：加法器118：第一切换器120：第二切换器122：预备加法器124：第三切换器126：最终加法器128：工作模式判定器130：增益切换开关132：双向变化量限制器134：乘法器136：增益切换开关138：增加方向变化量限制器140：复位器142：反作用力通电控制部150：目标转舵角决定部152：目标转舵角切换开关154：转舵转矩决定部156：转舵通电控制部158：转舵角换算部160：电流传感器。

具体实施方式

以下，作为具体实施方式，参照附图对作为本发明的实施例的线控转向型的转向系统详细进行说明。需要说明的是，本发明除了下述实施例之外，还能以所述〔发明的方案〕的项中记载的方案为代表，以基于本领域技术人员的知识实施了各种各样的变更、改良后的各种各样的方案来实施。

[实施例]

[A]转向系统的硬件构成

如图1示意性地示出的那样，实施例的转向系统是线控转向型的转向系统，大体上被配置为包括：操作部14，具有作为由驾驶员进行操作的操作构件的方向盘10和用于对该方向盘10赋予操作反作用力的反作用力致动器12；转舵部20，具有作为对车轮16进行转舵的转舵装置的转舵致动器18；以及作为控制器的转向电子控制单元(以下，有时简称为“转向ECU”)22，对反作用力致动器12和转舵致动器18进行控制。

对操作部14进行说明，方向盘10固定于转向轴30的顶端部，反作用力致动器12具有作为力源的反作用力马达32以及由装配于反作用力马达32的马达轴的蜗杆34和蜗轮36构成的减速机构38，蜗轮36装配于转向轴30。反作用力致动器12是产生依赖于反作用力马达32的马达转矩的施力转矩(“施加力”的下位概念)Tq_C，并通过该施力转矩经由转向轴30对方向盘10施力的施力装置，使该施力转矩Tq_C作为相对于方向盘10的操作的反作用力转矩(“操作反作用力”的下位概念)Tq_C发挥功能，由此作为反作用力赋予装置发挥功能。需要说明的是，施力转矩Tq_C主要作为反作用力转矩发挥功能，因此，以下，在本说明书中有时称为反作用力转矩Tq_C。

反作用力马达32是三相的无刷马达，具有用于对该反作用力马达32的马达轴的旋转相位，简言之，反作用力马达32的旋转角(以下，有时称为“反作用力马达旋转角”)θ_MC进行检测的马达旋转角传感器40。此外，转向轴30被设为上下两个轴部经由扭杆42连结的构造，在操作部14设有操作转矩传感器44，该操作转矩传感器44通过检测该扭杆42的扭转量来检测驾驶员对方向盘10施加的操作转矩(“操作力”的下位概念)Tq_O。由马达旋转角传感器40检测到的反作用力马达旋转角θ_MC的信号和由操作转矩传感器44检测到的操作转矩Tq_O的信号被送至转向ECU22。

对转舵部20进行说明，转舵致动器18具有：转舵杆50，在左右延伸；以及外壳52，将该转舵杆50保持为能向左右移动。在转舵杆50形成有构成滚珠丝杆机构的螺纹槽54，对轴承滚珠进行保持的螺母56以与该螺纹槽54螺合的方式被外壳52保持为可旋转并且不能向左右移动。在外壳52配设有作为驱动源的转舵马达58，在装配于转舵马达58的马达轴的带轮60和作为另一个带轮发挥功能的螺母56的外周部卷绕有正时带62。由于转舵马达58的马达轴的旋转，即由于转舵马达58的旋转，螺母56进行旋转，转舵杆50向左右移动。转舵杆50的左右的端部经由省略图示的连杆分别连结于将左右的车轮16分别保持为可旋转的转向节的转向节臂。伴随着转舵杆50向左右的移动，左右的车轮16被转向，即左右的车轮16被转舵。

在转舵杆50形成有齿条64，小齿轮轴66在与该齿条64啮合的状态下被外壳52保持为可旋转。该齿条64、小齿轮轴66无需特意设于构成线控转向型的本转向系统的转舵致动器18。为了能容易理解，如果使小齿轮轴66和操作部14的转向轴30连结，则实现一般的动力转向系统。就是说，本转向系统是通过对一般的动力转向系统进行稍微的构造的变更而构建的。需要说明的是，转舵杆50由于形成有齿条64，因此也可以称为齿条杆。

转舵马达58是三相的无刷马达，具有用于对该转舵马达58的马达轴的旋转相位，简言之，转舵马达58的旋转角(以下，有时称为“转舵马达旋转角”)θ_MS进行检测的马达旋转角传感器68。由马达旋转角传感器68检测到的转舵马达旋转角θ_MS的信号被送至转向ECU22。

转向ECU22被配置为包括由CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、ROM(Read-Only Memory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等构成的计算机、作为反作用力马达32的驱动电路的变换器以及作为转舵马达58的驱动电路的变换器。在后文将详细说明，本转向系统在该车辆被自动泊车时，执行不依赖于驾驶员的方向盘10的操作而车轮16被自动地转舵的自动转舵工作。为了执行该自动转舵工作，转向ECU22连接于自动泊车控制器70。此外，转向ECU22从用于对该车辆的行驶速度(以下，有时简称为“车速”)v进行检测的车速传感器72中获得与该车速v相关的信号。

[B]控制器的功能

作为本转向系统的控制器的转向ECU22具有图2所示的功能框图中示出的那样的功能构成。该功能构成通过计算机执行规定的程序来实现，但也可以通过ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)等专用电路来实现。转向ECU22大体上可以区分为反作用力控制部100和转舵控制部102。被输入至图中所示的各构成要素或者从各构成要素输出的信号大多是表示转矩、转矩的分量、转舵角、操作角等的值的信号，但考虑到说明会变得冗长，在以下的说明中，表现为仅向各构成要素输入或仅从各构成要素输出转矩、转矩的分量、转舵角、操作角等。

(a)反作用力控制部

反作用力控制部100是对由作为施力装置的反作用力致动器12产生的施力转矩Tq_C(反作用力转矩Tq_C)进行控制的功能部，具有分别决定分别作为施力转矩Tq_C的分量的辅助分量Tq_C-A、补偿分量Tq_C-C、积极动作分量Tq_C-M、转舵负荷依据分量Tq_C-L的辅助分量决定部104、补偿分量决定部106、积极动作分量决定部108、转舵负荷依据分量决定部110。

在本转向系统的控制中，使用了作为方向盘10的操作量的操作角θ_O，因此，反作用力控制部100具有操作角换算部112，该操作角换算部112将由反作用力马达32的马达旋转角传感器40检测到的反作用力马达旋转角θ_MC换算为操作角θ_O。操作角θ_O和反作用力马达旋转角θ_MC的累计量满足与减速机构38的减速比相应的关系，因此基于该减速比来进行换算。虽然省略详细说明，但本转向系统具有用于对方向盘10的从中立位置(车辆正直行的状态下的位置)起的操作角θ_O进行检测的传感器(省略图示)，基于该传感器的检测值，按规定的定时执行通过操作角换算部112进行换算的操作角θ_O的校准。

此外，反作用力控制部100为了进行自动转舵工作而具有目标操作角决定部114，该目标操作角决定部114将与作为车轮16的转舵量的转舵角θ_S和操作角θ_O成为特定转向齿轮传动比γ₀的状态下的当前时间点的转舵角θ_S相应的操作角θ_O决定为目标操作角θ_O ^*。

依次对上述的施力转矩Tq_C的各分量的决定进行说明，辅助分量Tq_C-A是与所谓动力转向中的辅助力相似的分量，辅助分量决定部104基于由操作转矩传感器44检测到的操作转矩Tq_O、车速v来决定辅助分量Tq_C-A。简言之，将辅助分量Tq_C-A决定为操作转矩Tq_O越大则辅助分量Tq_C-A越大的值，并且在车速v高的情况下，为了加重驾驶员对于方向盘10的操作而受到的操作感(以下，有时称为“转向操作感”或者仅称为“操作感”)，辅助分量Tq_C-A被决定为小的值，在车速v低的情况下，为了减轻操作感，辅助分量Tq_C-A被决定为大的值。从而成为辅助分量Tq_C-A的朝向与作为方向盘10的操作的方向的转向操作方向相同朝向的分量。

补偿分量Tq_C-C中包括用于使方向盘10恢复并维持在中立位置的回正补偿分量、用于模仿方向盘10的操作中的因机械的摩擦引起的迟滞特性的迟滞补偿分量、用于粘性地抑制方向盘10中产生的微振动的阻尼补偿分量、用于抑制方向盘10的操作开始时的卡顿感、操作结束的流动感的惯性补偿分量，补偿分量决定部106决定这些分量并将该决定出的分量相加来决定补偿分量Tq_C-C。

具体而言，回正补偿分量基于操作转矩Tq_O、车速v、操作角θ_O、对该操作角θ_O进行微分而得到的操作速度θ_O’来决定，明确地说，回正补偿分量被决定为操作角θ_O成为越远离中立位置的值则回正补偿分量越大的值。迟滞补偿分量基于操作角θ_O、车速v，以使上述迟滞特性最优化的方式来决定。阻尼补偿分量基于车速v、对操作角θ_O进行微分而得到的操作速度θ_O’，明确地说，被决定为操作速度θ_O’越高则阻尼补偿分量越大的值。惯性补偿分量基于车速v、进一步对操作速度θ_O’进行微分而得到的操作加速度θ_O”，明确地说，被决定为操作加速度θ_O”越高则惯性补偿分量越大的值。将这些分量相加而成的补偿分量Tq_C-C的朝向既可以是与转向操作方向相同方向，也可以是与转向操作方向相反方向。

转舵负荷依据分量Tq_C-L可以认为是反作用力转矩的核心分量，大致而言，是用于使驾驶员感受作为对车轮16进行转舵所需的力的转舵力的分量。转舵负荷依据分量Tq_C-L也可以认为是基于在转舵致动器18的转舵杆50中作用于其轴向的力(轴力)的分量，转舵负荷依据分量Tq_C-L是除了上述转舵力之外，还用于使驾驶员广泛地感受从路面作用于车轮16的力的分量。转舵负荷依据分量Tq_C-L是大致与转向操作方向相反方向的分量。

详细而言，转舵负荷依据分量Tq_C-L中包括作为基于方向盘10的操作角θ_O、车轮的转舵角θ_S等的理论上的分量的理论分量、基于转舵致动器18的实际的负荷的实际负荷依据分量、用于使驾驶员感受车轮16的转舵末端的转舵末端依据分量、基于转舵致动器18的机械的摩擦的迟滞特性的转舵迟滞依据分量，转舵负荷依据分量决定部110决定这些分量，并将该决定出的分量相加来决定转舵负荷依据分量Tq_C-L。

具体而言，理论分量是不考虑路面与车轮16的摩擦的分量，基于作为车轮16应该被转舵的转舵角θ_S的目标转舵角θ_S ^*，简言之，考虑车轮16的自对准转矩，被决定为目标转舵角θ_S ^*越大、车速v越高，则理论分量越大的值。可以认为转舵致动器18的负荷与作为向转舵马达58的供给电流的转舵电流I_S成比例，因此实际负荷依据分量基于该转舵电流I_S而被决定为该转舵电流I_S越大则实际负荷依据分量越大的值。转舵末端依据分量基于目标转舵角θ_S ^*，被决定为该目标转舵角θ_S ^*以一定程度接近转舵末端时以急梯度上升。转舵迟滞依据分量基于操作角θ_O、车速v，以使迟滞特性最优化的方式来决定。

积极动作分量Tq_C-M是用于使方向盘10积极地动作的分量，在本转向系统中，是与该车辆进行自动泊车时的自动转舵工作对应的分量。积极动作分量决定部108基于操作角偏差Δθ_O，按照反馈控制规则来决定积极动作分量Tq_C-M，其中，该操作角偏差Δθ_O是当前时间点的操作角θ_O相对于由上述的目标操作角决定部114决定出的目标操作角θ_O ^*的偏差。具体而言，积极动作分量Tq_C-M通过比例控制被决定，即被决定为与操作角偏差Δθ_O的大小相应的大小的分量。就是说，积极动作分量Tq_C-M被决定为操作角偏差Δθ_O越大则积极动作分量Tq_C-M越大的值。需要说明的是，积极动作分量Tq_C-M是与使方向盘10进行动作的方向相同方向的分量，大致成为相对于辅助分量Tq_C-A的相同方向分量和相对于转舵负荷依据分量Tq_C-L的相反方向分量。

由辅助分量决定部104决定出的辅助分量Tq_C-A被输入至加法器116，由补偿分量决定部106决定出的补偿分量Tq_C-C经由第一切换器118被输入至加法器116。由积极动作分量决定部108决定出的积极动作分量Tq_C-M经由第二切换器120被输入至预备加法器122，由转舵负荷依据分量决定部110决定出的转舵负荷依据分量Tq_C-L经由第三切换器124被输入至预备加法器122。在预备加法器122中，将输入的积极动作分量Tq_C-M和转舵负荷依据分量Tq_C-L相加，并且该相加而得到的分量被输入至加法器116。在加法器116中，对输入的辅助分量Tq_C-A、补偿分量Tq_C-C以及将积极动作分量Tq_C-M和转舵负荷依据分量Tq_C-L相加而得到的分量进行合计，并且该合计而得到的分量被输入至最终加法器126。由转舵负荷依据分量决定部110决定出的转舵负荷依据分量Tq_C-L经由第三切换器124也被输入至最终加法器126。在最终加法器126中，从由加法器116输入的分量中减去从第三切换器124输入的转舵负荷依据分量Tq_C-L，其结果是，施力转矩Tq_C被决定。简言之，第一切换器118、第二切换器120、第三切换器124是用于在通常工作与自动转舵工作的切换中对有无分量的产生进行切换的功能部。

第一切换器118具有图3的(a)所示那样的功能构成。具体进行说明，第一切换器118被配置为包括工作模式判定器128、增益切换开关130、双向变化量限制器132、乘法器134。从自动泊车控制器70向工作模式判定器128输入自动转舵标志ASF的标志值和由操作转矩传感器44检测到的操作转矩Tq_O。就自动转舵标志ASF而言，在指示了自动转舵的情况下标志值被设为“1”(以下，有时称为“ASF＝‘1’”)，在未指示自动转舵的情况下标志值被设为“0”(以下，有时称为“ASF＝‘0’”)。工作模式判定器128在ASF＝“1”，并且操作转矩Tq_O小于阈操作转矩Tq_O-TH，即方向盘10未被驾驶员操作这两个条件满足了的情况下，判定为该转向系统的工作是自动转舵工作，在这两个条件中的至少任一个不满足的情况下，判定为该转向系统的工作是通常工作。

增益切换开关130基于由工作模式判定器128进行的判定，在自动转舵工作的情况下输出0，在通常工作的情况下输出1。双向变化量限制器132在增益G的从1向0的切换、从0向1的切换中，防止值的急剧变化。具体而言，在规定的时间间隔经过后的增益G的值与经过前的值相比变化了规定值以上的情况下，将该增益G的变化设为该规定值。经过了双向变化量限制器132的增益G被输入至乘法器134。还向乘法器134输入由补偿分量决定部106决定出的补偿分量Tq_C-C，在该乘法器134中，将增益G与补偿分量Tq_C-C相乘，从第一切换器118输出该相乘后的补偿分量Tq_C-C。

第二切换器120具有图3的(b)所示那样的功能构成。具体进行说明，第二切换器120被配置为包括与第一切换器118同样的、工作模式判定器128、双向变化量限制器132、乘法器134。第二切换器120也具有增益切换开关136，但该增益切换开关136与第一切换器118的增益切换开关130不同，在自动转舵工作的情况下输出1，在通常工作的情况下输出0。由积极动作分量决定部108决定出的积极动作分量Tq_C-M经过通过该第二切换器120进行的处理，从该第二切换器120输出。

第三切换器124具有图3的(c)所示那样的功能构成。具体进行说明，第三切换器124被配置为包括与第一切换器118同样的工作模式判定器128、乘法器134、与第二切换器120同样的增益切换开关136。第三切换器124也具有变化量限制器，但第三切换器124所具有的增加方向变化量限制器138被设为在增益G的从0向1的切换中防止值的急剧变化，而在增益G的从1向0的切换中容许值的急剧变化。

第三切换器124还具有复位器140。向该复位器140输入由转舵负荷依据分量决定部110决定出的转舵负荷依据分量Tq_C-L和自动转舵标志ASF的标志值。复位器140在成为ASF＝“0”时，就是说，在成为未指示自动转舵时，将转舵负荷依据分量Tq_C-L暂时重置为0，在之后的通常工作开始时，使转舵负荷依据分量Tq_C-L从0起逐渐增加。进行了通过该复位器140进行的处理的转舵负荷依据分量Tq_C-L除了从复位器140被输出至乘法器134之外，还从复位器140被直接输出至最终加法器126。

从最终加法器126输出的施力转矩Tq_C被输入至反作用力通电控制部142。反作用力通电控制部142被配置为包括作为反作用力马达32的驱动电路(驱动器)的变换器。反作用力通电控制部142基于输入的施力转矩Tq_C来决定作为应该供给至反作用力马达32的电流的反作用力电流I_C，并从变换器将该反作用力电流I_C供给至反作用力马达32。

(b)转舵控制部

转舵控制部102是对通过作为转舵装置的转舵致动器18进行转舵的车轮16的转舵角θ_S进行控制的功能部，具有目标转舵角决定部150、目标转舵角切换开关152、转舵转矩决定部154、转舵通电控制部156。

在本转向系统的控制中，作为车轮16的转舵量，使用转舵角θ_S，因此，转舵控制部102具有转舵角换算部158，该转舵角换算部158将由转舵马达58的马达旋转角传感器68检测到的转舵马达旋转角θ_MS换算为转舵角θ_S。顺带一提，转舵角θ_S也可以采用车轮16的束角，但在本转向系统的控制中采用上述小齿轮轴66的旋转角。转舵角θ_S和转舵马达旋转角θ_MS的累计量处于与规定的减速比相应的关系，详细而言，处于与由转舵马达58所含有的减速器、转舵致动器18的滚珠丝杆机构的导程角、小齿轮轴66的直径等决定的减速比相应的关系，因此基于该减速比来进行换算。虽然省略详细说明，但本转向系统具有用于对车轮16处于直行状态时的从小齿轮轴66的旋转位置起的旋转角进行检测的传感器(省略图示)，基于该传感器的检测值，按规定的定时执行通过转舵角换算部158进行换算的转舵角θ_S的校准。

目标转舵角决定部150基于由反作用力控制部100的操作角换算部112换算出的操作角θ_O来决定作为转舵角θ_S的控制目标的目标转舵角θ_S ^*。本转向系统是能根据车速v来变更转向齿轮传动比γ，即转舵角θ_S与操作角θ_O之比的系统，目标转舵角决定部150基于操作角θ_O和车速v，参照所储存的映射数据来决定目标转舵角θ_S ^*。顺带一提，变更转向齿轮传动比γ的方法是一般的方法，省略此处的说明。

由目标转舵角决定部150决定的目标转舵角θ_S ^*在通常工作中被采用，但在前文进行了说明的自动转舵工作中，就目标转舵角θ_S ^*而言，采用基于从自动泊车控制器70送来的信号的目标转舵角θ_S ^*。目标转舵角切换开关152是用于对该采用的目标转舵角θ_S ^*进行切换的开关。虽然省略详细说明，但目标转舵角切换开关152具有与反作用力控制部100的第一切换器118所具有的工作模式判定器128同样的判定器，按照通过该判定器进行的判定来对所采用的目标转舵角θ_S ^*进行切换。

转舵转矩决定部154是决定对车轮16进行转舵所需的转舵转矩Tq_S的功能部。转舵转矩Tq_S例如可以认为是转舵马达58应该产生的转矩。具体而言，基于由转舵角换算部158换算出的当前时间点的实际的转舵角θ_S和目标转舵角θ_S ^*，来决定作为转舵角θ_S相对于目标转舵角θ_S ^*的偏差的转舵角偏差Δθ_S，并按照基于该转舵角偏差Δθ_S的PID(Proportional-Integral-Derivative：比例-积分-微分)反馈控制规则来决定转舵转矩Tq_S。按照该反馈控制规则的方法是一般的方法，省略此处的说明。

转舵通电控制部156被配置为包括作为转舵马达58的驱动电路(驱动器)的变换器。转舵通电控制部156基于决定出的转舵转矩Tq_S来决定作为应该供给至转舵马达58的电流的转舵电流I_S，并将该转舵电流I_S从变换器供给至转舵马达58。需要说明的是，转向ECU22具有用于对供给的转舵电流I_S进行检测的电流传感器160，由该电流传感器160检测到的转舵电流I_S被用于上述的转舵负荷依据分量Tq_C-L的决定。

[C]通常工作和自动转舵工作中的施加力及施加力的切换

详细而言，具有如上所述的功能构成的转向ECU22通过其反作用力控制部100来控制施力转矩Tq_C。如前文进行了说明的那样，本转向系统在通常工作和自动泊车下的自动转舵工作中对工作模式进行切换，伴随着该切换，施力转矩Tq_C也被切换。

详细进行说明，通过上述的第一切换器118、第二切换器120、第三切换器124以及预备加法器122、加法器116、最终加法器126的作用，大致如图4的表所示，在通常工作和自动转舵工作中对有无作为施力转矩Tq_C的各分量的辅助分量Tq_C-A、补偿分量Tq_C-C、积极动作分量Tq_C-M、转舵负荷依据分量Tq_C-L的产生进行切换。具体而言，使辅助分量Tq_C-A在通常工作和自动转舵工作中均产生，但使补偿分量Tq_C-C、转舵负荷依据分量Tq_C-L在通常工作中产生，而在自动转舵工作中不产生，反之，使积极动作分量Tq_C-M中通常工作不产生，而在自动转舵工作中产生。

需要特别说明的是，转舵负荷依据分量Tq_C-L是自动转舵时非产生分量的至少一部分，是相对于积极动作分量Tq_C-M的相反方向分量。该转舵负荷依据分量Tq_C-L在自动转舵工作中不是简单地不产生，而且在通常工作中被输入至最终加法器126的转舵负荷依据分量Tq_C-L经由预备加法器122与积极动作分量Tq_C-M一起被添加到加法器116，由此转舵负荷依据分量Tq_C-L被抵消，其结果是，不再产生转舵负荷依据分量Tq_C-L。

从图4的表可知，在通常工作中，根据辅助分量Tq_C-A、补偿分量Tq_C-C、转舵负荷依据分量Tq_C-L，施力转矩Tq_C作为相对于驾驶员的方向盘10的操作的反作用力转矩Tq_C适当地发挥功能。与此相对，在自动转舵工作中，根据包括积极动作分量Tq_C-M的施力转矩Tq_C，以成为与车轮16的转舵角θ_S相应的操作角θ_O的方式，使方向盘10适当地动作。并且，使补偿分量Tq_C-C、转舵负荷依据分量Tq_C-L不产生，由此不会妨碍该方向盘10的适当的动作。反过来说，防止因补偿分量Tq_C-C、转舵负荷依据分量Tq_C-L引起的方向盘10的不适当的动作。需要说明的是，在自动转舵工作中，虽然残留有辅助分量Tq_C-A，但辅助分量Tq_C-A是基于驾驶员对方向盘10施加的操作转矩Tq_O的分量，在不以驾驶员的方向盘10的操作为前提的自动转舵工作中，辅助分量Tq_C-A对方向盘10的动作几乎不会造成不良影响。总而言之，在本转向系统中被配置为：使积极动作分量Tq_C-M仅在自动转舵工作中产生，将施力转矩Tq_C的多个分量中的除了积极动作分量Tq_C-M之外的分量的至少一部分作为自动转舵时非产生分量，并使该自动转舵时非产生分量在自动转舵工作中不产生。

此外，在通过第一切换器118、第二切换器120的双向变化量限制器132的作用来从通常工作向自动转舵工作的切换时，即在自动转舵工作的开始时，使积极动作分量Tq_C-M逐渐增加，并且使补偿分量Tq_C-C逐渐减少。同样地，在从自动转舵工作向通常工作的切换时，即在自动转舵工作的结束时，使积极动作分量Tq_C-M逐渐减少，并且使补偿分量Tq_C-C逐渐增加。由此，在这些切换中，防止或抑制了因施力转矩Tq_C的急剧变化而引起的方向盘10的急剧的动作。

进一步说，在通过第三切换器124的增加方向变化量限制器138的作用来进行从通常工作向自动转舵工作的切换时，即在自动转舵工作的开始时，与积极动作分量Tq_C-M同样地，使为了上述的抵消而被输入至预备加法器122的转舵负荷依据分量Tq_C-L逐渐增加。与此相对，在通过第三切换器124的复位器140的作用来进行从自动转舵工作向通常工作的切换时，即在自动转舵工作的结束时，为了抵消而被输入至预备加法器122的转舵负荷依据分量Tq_C-L和被输入至最终加法器126的转舵负荷依据分量Tq_C-L均被立即断开，即被重置为0。明确地说，相对于时间t的经过的分别被输入至最终加法器126和预备加法器122的转舵负荷依据分量Tq_C-L的变化、积极动作分量Tq_C-M的变化、将这些分量合计而得到的合计施力转矩Tq_C的变化如图5的曲线图那样。顺带一提，就被输入至最终加法器126的转舵负荷依据分量Tq_C-L而言，为了容易理解是相反方向分量而用负值来表示。此外，自动转舵工作中的积极动作分量Tq_C-M被设为使方向盘10动作时必要且充分的值，由转舵负荷依据分量决定部110决定的转舵负荷依据分量Tq_C-L在自动转舵工作的结束时间点也残留有相当的值。

参照图5的曲线图进行说明，在自动转舵工作中，转舵负荷依据分量Tq_C-L如前文进行了说明的那样被抵消，该转舵负荷依据分量Tq_C-L的变化对基于积极动作分量Tq_C-M的方向盘10的动作不会造成不良影响。例如，即使在自动泊车中使车轮16位于中立位置，由转舵负荷依据分量决定部110决定的转舵负荷依据分量Tq_C-L因轮胎的变形等而有些许残留的可能性也高。由于该残留的分量，在从自动转舵工作切换至通常工作时，可能会在方向盘10产生不需要的、就是说不适当的动作。在本转向系统中，在自动转舵工作的结束时将转舵负荷依据分量Tq_C-L重置为0，因此不会产生由于转舵负荷依据分量Tq_C-L的残留而引起的上述不需要的动作。需要说明的是，在自动转舵工作中，通过上述抵消来将施力转矩Tq_C中的转舵负荷依据分量Tq_C-L设为0，因此，即使在自动转舵工作的结束时将转舵负荷依据分量Tq_C-L立即重置为0，该重置也不会对施力转矩Tq_C造成影响。

Claims (8)

1.一种转向系统，是搭载于车辆的线控转向型的转向系统，所述转向系统具备：操作构件，由驾驶员进行操作；施力装置，产生施加力来对所述操作构件进行施力；转舵装置，对车轮进行转舵；以及控制器，对该施力装置和转舵装置进行控制，

其中，所述控制器被配置为：

在通常工作中，实现与所述操作构件的操作相应的车轮的转舵，并且使所述施加力作为相对于所述操作构件的操作的操作反作用力发挥功能；以及

在不依赖于所述操作构件的操作地对车轮进行转舵的自动转舵工作中，通过所述施加力来实现与车轮的转舵相应的所述操作构件的动作，并且使所述通常工作中的所述施加力的至少一部分不产生。

2.根据权利要求1所述的转向系统，其中，

所述自动转舵工作是在车辆自动泊车时进行的该转向系统的工作。

3.根据权利要求1或2所述的转向系统，其中，

所述施加力包括多个分量，该多个分量中的一个是用于根据车轮的转舵而使所述操作构件积极地动作的积极动作分量，

所述控制器被配置为：使所述积极动作分量仅在所述自动转舵工作中产生，使作为所述多个分量中的除了所述积极动作分量以外的分量的至少一部分的自动转舵时非产生分量在所述自动转舵工作中不产生。

4.根据权利要求3所述的转向系统，其中，

所述多个分量中包括：辅助分量，用于对由驾驶员进行的所述操作构件的操作进行辅助；补偿分量，用于补偿给驾驶员带来的所述操作构件的操作感；以及转舵负荷依据分量，基于所述转舵装置的相对于车轮的转舵的负荷。

5.根据权利要求3或4所述的转向系统，其中，

所述控制器被配置为：使所述积极动作分量在所述自动转舵工作的开始时逐渐增加，在所述自动转舵工作的结束时逐渐减少。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的转向系统，其中，

所述控制器被配置为：使所述自动转舵时非产生分量在所述自动转舵工作的开始时逐渐减少。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的转向系统，其中，

所述控制器被配置为：在所述自动转舵工作中，使所述自动转舵时非产生分量中的至少一部分的分量维持原样，将用于抵消该至少一部分的分量的分量添加至所述积极动作分量。

8.根据权利要求7所述的转向系统，其中，

所述控制器被配置为：在所述自动转舵工作的结束时间点，使用于抵消所述至少一部分的分量的分量与所述至少一部分的分量一起立即断开。

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