CN116096617A - 转舵方法及转舵装置 - Google Patents

Abstract

在转舵车辆的转向轮的转舵方法中，检测方向盘的操舵角(S1)；检测转向轮的实际的转舵角、即实际转舵角(S2)；根据检测出的操舵角计算转向轮的目标转舵角(S3)；基于实际转舵角与目标转舵角之差，计算出用于使实际转舵角与目标转舵角一致的转舵力指令值，并使转舵力指令值的相位相对于检测出的操舵角延迟(S4、S5)；根据延迟了相位后的转舵力指令值产生使转向轮转舵的转舵力(S6)。

Description

转舵方法及转舵装置

技术领域

本发明涉及一种转舵方法及转舵装置。

背景技术

在专利文献1中记载了如下的舵角控制装置：具备操舵车辆的操舵部件和转舵车轮的转舵装置，计算与操舵角对应的转舵角，基于计算出的转舵角控制转舵促动器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2019－43391号公报

本发明要解决的课题

当根据由驾驶者操舵的方向盘的操舵角来设定目标转舵角，并产生基于转向轮的实际的转舵角即实际转舵角与目标转舵角之差的转舵力时，车辆动作相对于驾驶者的操舵操作的响应变快，驾驶者有时会感到不适感。

发明内容

本发明的目的在于，在以基于实际转舵角与目标转舵角之差的转舵力转舵转向轮的转舵装置中，降低因车辆动作相对于操舵操作的响应快而引起的驾驶者的不适感。

在本发明的一方式的转舵车辆的转向轮的转舵方法中，检测方向盘的操舵角，检测转向轮的实际的转舵角、即实际转舵角，根据检测出的操舵角计算出转向轮的目标转舵角，基于实际转舵角与目标转舵角之差计算出用于使实际转舵角与目标转舵角一致的转舵力指令值，并使转舵力指令值的相位相对于检测出的操舵角延迟，根据延迟了相位后的转舵力指令值产生使转向轮转舵的转舵力。

发明效果

根据本发明，在以基于实际转舵角与目标转舵角之差的转舵力转舵转向轮的转舵装置中，能够降低因车辆动作相对于操舵操作的响应快而引起的驾驶者的不适感。

本发明的目的和优点通过使用权利请求范围中所示的要素及其组合来实现。上述的一般的记述和以下的详细的记述两者只是例示和说明，应该理解为不是如权利请求范围那样限定本发明。

附图说明

图1A是实施方式的转舵装置的一例的概略结构图。

图1B是图1A所示的控制器的功能结构例的块图。

图2A是操舵角的时间变化的一例的示意图。

图2B是与图2A的操舵角对应的转舵角的示意图。

图2C是用于产生图2B的转舵角变化的转舵力的示意图。

图2D是由图2B的转舵角变化产生的自回正力矩(SAT：Self－Aligning Torque)的示意图。

图2E是由图2B的转舵角变化产生的横摆率的示意图。

图3A是使相位相对于图2A的操舵角延迟的情况下的转舵角的示意图。

图3B是用于产生图3A的转舵角变化的转舵力的示意图。

图3C是由图3A的转舵角变化产生的SAT的示意图。

图3D是由图3A的转舵角变化产生的横摆率的示意图。

图4是第一实施方式的转舵控制部的功能结构的一例的块图。

图5是第一实施方式的转舵方法的一例的流程图。

图6A是第二实施方式的延迟部的功能结构的一例的块图。

图6B是图6A的限制器的限制值的一例的说明图。

图7是第二实施方式的延迟部的变形例的功能结构的一例的块图。

图8A是第三实施方式的转舵控制部的功能结构的一例的块图。

图8B是图8A的增益设定部的增益G的一例的说明图。

图9A是第三实施方式的转舵控制部的变形例的功能结构的一例的块图。

图9B是图9A的增益设定部的增益G的一例的说明图。

图10A是第三实施方式的转舵控制部的变形例的功能结构的一例的块图。

图10B是图10A的增益设定部的增益G的一例的说明图。

图11A是第三实施方式的转舵控制部的变形例的功能结构的一例的块图。

图11B是图11A的增益设定部的增益G的一例的说明图。

图12A是第三实施方式的转舵控制部的变形例的功能结构的一例的块图。

图12B是图12A的增益设定部的增益G的一例的说明图。

图13是第四实施方式的转舵控制部的功能结构的一例的块图。

图14是第四实施方式的转舵方法的一例的流程图。

图15是第四实施方式的转舵控制部的变形例的功能结构的一例的块图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，各附图是示意性的，存在与现实不同的情况。另外，以下所示的本发明的实施方式是例示用于将本发明的技术思想具体化的装置和方法的实施方式，本发明的技术思想并不是将构成部件的构造、配置等特定为下述内容。本发明的技术思想可以在权利请求范围所记载的请求项所规定的技术范围内进行各种变更。

(第一实施方式)

(结构)

图1A是第一实施方式～第四实施方式的车辆的转舵装置的一例的概略结构图。实施方式的转舵装置具备：操舵部31，其接收驾驶者的操舵输入；转舵部32，其对作为转向轮的左右前轮34FL、34FR进行转舵；备用离合器33；以及控制器11。

该转舵装置采用线控转向(SBW)系统，当备用离合器33成为释放状态时，操舵部31与转舵部32机械地分离。在以下的说明中，有时将左右前轮34FL、34FR标记为“转向轮34”。

操舵部31具备：方向盘31a、柱轴31b、反作用力促动器12、第一驱动电路13、扭矩传感器16和操舵角传感器19。

另一方面，转舵部32具备：小齿轮轴32a、转向齿轮32b、齿条32c、转向齿条32d、转舵促动器14、第二驱动电路15和转舵角传感器35。

操舵部31的方向盘31a通过反作用力促动器12被施加反作用力扭矩，并且接收由驾驶者施加的操舵扭矩的输入而旋转。另外，在本说明书中，有时将由促动器施加给方向盘的反作用力扭矩标记为“操舵反作用力扭矩”。

柱轴31b与方向盘31a一体地旋转。

另一方面，转舵部32的转向齿轮32b与齿条32c啮合，根据小齿轮轴32a的旋转使转向轮34转舵。作为转向齿轮32b，例如可以采用齿条-小齿轮式的转向齿轮等。

备用离合器33设置在柱轴31b与小齿轮轴32a之间。而且，备用离合器33在成为释放状态时将操舵部31和转舵部32机械地分离，在成为联接状态时将操舵部31和转舵部32机械地连接。另外，备用离合器33在车辆行驶时或点火开关接通时等通常情况下为释放状态，例如在转舵促动器14或反作用力促动器12的异常等系统发生了某种异常的情况下或车辆的点火开关断开时(例如停车时)为联接状态，通常为释放状态。因此，以下记载为备用离合器33为释放状态，方向盘31a与转舵部32机械地分离的情况。

扭矩传感器16检测从方向盘31a传递给柱轴31b的操舵扭矩Ts。

车速传感器17检测出搭载有实施方式的转舵装置的车辆的车轮速度，并基于车轮速度计算出车辆的车速Vv。

操舵角传感器19检测柱轴旋转角、即方向盘31a的操舵角θs(方向盘角度)。

转舵角传感器35检测作为转向轮34的实际的转舵角的实际转舵角θt。

控制器11是进行转向轮的转舵控制和方向盘的反作用力控制的电子控制单元(ECU：Electronic Control Unit)。在本说明书中，“反作用力控制”是指通过反作用力促动器12等促动器施加给方向盘31a的操舵反作用力扭矩的控制。控制器11包含处理器20和存储装置21等周边部件。处理器20例如可以是CPU(Central Processing Unit)或MPU(Micro-Processing Unit)。

存储装置21可以具备半导体存储装置、磁存储装置以及光学存储装置。存储装置21可以包含寄存器、高速缓冲存储器、作为主存储装置使用的ROM(Read Only Memory)以及RAM(Random Access Memory)等存储器。

另外，也可以通过在通用的半导体集成电路中设定的功能性的逻辑电路来实现控制器11。例如，控制器11具有现场可编程门阵列(FPGA：Field-Programmable Gate Array)等可编程逻辑设备(PLD：Programmable Logic Device)等。

图1B是表示控制器11的功能结构例的块图。控制器11具备反作用力控制部40和转舵控制部41。反作用力控制部40和转舵控制部41的功能例如可以通过处理器20执行存储在控制器11的存储装置21中的计算机程序来实现。

反作用力控制部40根据操舵角传感器19检测出的操舵角θs，计算出向方向盘施加的操舵反作用力扭矩(向方向盘31a施加的旋转扭矩，以下也称为反作用力扭矩)的指令值、即反作用力指令值fs。

反作用力控制部40向第一驱动电路13输出反作用力指令值fs。第一驱动电路13基于反作用力指令值fs驱动反作用力促动器12。

反作用力促动器12例如可以是电动机。反作用力促动器12具有与柱轴31b同轴配置的输出轴。

反作用力促动器12根据从第一驱动电路13输出的指令电流，将施加给方向盘31a的旋转扭矩输出给柱轴31b。通过施加旋转扭矩，在方向盘31a上产生操舵反作用力扭矩。

第一驱动电路13通过使根据反作用力促动器12的驱动电流推定的实际的操舵反作用力扭矩与从反作用力控制部40输出的反作用力指令值fs表示的反作用力扭矩一致的扭矩反馈，控制向反作用力促动器12输出的指令电流。或者，也可以通过使反作用力促动器12的驱动电流与相当于反作用力指令值fs的驱动电流一致的电流反馈，来控制向反作用力促动器12输出的指令电流。

转舵控制部41基于方向盘31a的操舵角θs、转向轮34的实际转舵角θt、车辆的车速Vv，计算出使转向轮34转舵的转舵力扭矩的指令值、即转舵力指令值ft。

具体地，转舵控制部41基于操舵角θs计算出转向轮34的转舵角的目标值、即目标转舵角θtr。

转舵控制部41可以至少根据车速Vv来改变作为目标转舵角θtr与操舵角θs的比的角度比Ra＝θtr/θs。例如，也可以在车速Vv低的情况下将角度比Ra设定为比较大的值而提高方向盘31a的回正性能，在车速Vv高的情况下将角度比Ra设定为比较小的值而提高操纵稳定性。

转舵控制部41基于实际转舵角θt与目标转舵角θtr之差(θtr－θt)，计算用于使实际转舵角θt与目标转舵角θtr一致的转舵力指令值ft。实际转舵角θt与目标转舵角θtr之差(θtr－θt)越大，则计算出的转舵力指令值ft的值越大。例如，通过对实际转舵角θt与目标转舵角θtr之差(θtr－θt)乘以预先确定的规定的增益来计算出转舵力指令值ft。或者，也可以预先将相对于实际转舵角θt与目标转舵角θtr之差(θtr－θt)的转舵力指令值ft作为转舵力映射图进行存储，基于计算出的(θtr－θt)，参照转舵力映射图来计算出转舵力指令值ft。

转舵控制部41将转舵力指令值ft输出给第二驱动电路15。第二驱动电路15基于转舵力指令值ft驱动转舵促动器14。

转舵促动器14例如可以是无刷电动机等电动机。转舵促动器14的输出轴经由减速器与齿条32c连接。

转舵促动器14根据从第二驱动电路15输出的指令电流，向转向齿条32d输出用于使转向轮34转舵的转舵扭矩。

第二驱动电路15通过使根据转舵促动器14的驱动电流推定的实际的转舵扭矩与从转舵控制部41输出的转舵力指令值ft所表示的转舵扭矩一致的扭矩反馈，来控制向转舵促动器14输出的指令电流。或者，也可以通过使转舵促动器14的驱动电流与相当于转舵力指令值ft的驱动电流一致的电流反馈，来控制向转舵促动器14输出的指令电流。

当如这样基于实际转舵角θt与目标转舵角θtr之差(θtr－θt)产生使实际转舵角θt与目标转舵角θtr一致的转舵力时，车辆动作对于驾驶者的操舵操作的响应变快，驾驶者有时会产生不适感。参照图2A～图2E说明其理由。

图2A是由于驾驶者的操舵操作而变化的操舵角θs的示意图，图2B是与图2A的操舵角θs对应的转舵角θt的示意图，图2C是用于产生图2B的转舵角变化的转舵力的示意图，图2D是由于图2B的转舵角变化而产生的自回正力矩(SAT：Self－Aligning Torque)的示意图，图2E是由于图2B的转舵角变化而产生的横摆率的示意图。

在线控转向系统中，以使根据操舵角θs计算出的目标转舵角θtr与实际转舵角θt一致的方式进行伺服控制。因此，与通过轴的连结将操舵扭矩传递到转向轮的以往的转舵装置相比，转舵角θt相对于操舵角θs的相位延迟变小(图2A以及图2B)。

在转舵角θt刚开始变化之后，转向轮34的方向与转向轮34的前进方向之间的角度差增大。因此，当实际转舵角θt以较小的延迟跟随目标转舵角θtr时，在轮胎产生的横向力急剧增加。

因此，在转舵角θt刚开始变化之后，如图2C、图2D所示，转舵力和回正力矩急剧增加。

其结果是，如图2E所示，在转舵角θt刚开始变化之后，横摆率急剧增加，相对于驾驶者施加在方向盘31a上的转舵力，车辆动作变快，驾驶者有时会产生不适感。

于是，实施方式的转舵控制部41使转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。由此，如图3A的实线所示，能够在转舵角θt刚开始变化之后使转舵角θt相对于操舵角θs延迟。

图3A～图3D的实线是相对于图2A所示的操舵角θs使转舵力指令值ft的相位延迟的情况下的转舵角θt、转舵力、SAT以及横摆率的示意图。为了比较，用点划线表示不延迟相位的情况。

如图3A所示，作为使转舵力指令值ft的相位延迟的结果，通过使转舵角θt延迟，而能够使转舵力、SAT以及横摆率的变化变缓。因此，能够抑制相对于驾驶者施加的转舵力而车辆动作变快的情况，能够降低驾驶者的不适感。

以下，进一步说明转舵控制部41。

图4是第一实施方式的转舵控制部41的功能结构的一例的块图。转舵控制部41具备：转舵角设定部50、延迟部52和转舵角控制部53。

转舵角设定部50根据操舵角θs计算目标转舵角θtr。例如，转舵角设定部50对操舵角θs乘以角度比Ra而计算出目标转舵角θtr。

转舵角设定部50也可以使角度比Ra动态地变化。例如，转舵角设定部50可以至少根据车速Vv来变更角度比Ra。

例如，也可以在车速Vv低的情况下将角度比Ra设定为比较大的值而提高方向盘31a的回正性能，在车速Vv高的情况下将角度比Ra设定为比较小的值而提高操纵稳定性。

或者，也可以预先将相对于操舵角θs的目标转舵角θtr作为转舵角映射图进行存储，并基于检测出的实际的操舵角θs，参照转舵角映射图来计算出目标转舵角θtr。另外，也可以通过与车速Vv对应地存储多个操舵角映射图，使目标转舵角θtr相对于操舵角θs的关系对应车速Vv而变化。

转舵角设定部50将目标转舵角θtr输出给延迟部52。延迟部52使转舵角设定部50输出的目标转舵角θtr的相位滞后(延迟)。延迟部52将延迟了相位后的目标转舵角θtrd输出给转舵角控制部53。

转舵角控制部53基于延迟了相位后的目标转舵角θtrd与实际转舵角θt之差，计算出用于使实际转舵角θt与目标转舵角θtrd一致的转舵力指令值ft。

这样，延迟部(延迟单元)52通过使目标转舵角θtr的相位延迟，而使转舵角控制部53计算出的转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。

延迟部52例如可以是使输入信号的相位延迟的相位滞后滤波器(延迟滤波器)。另外，延迟部52中的使相位延迟的量可以预先通过实验等设定。

另外，延迟部52也可以如后述的第二实施方式那样，通过输出将目标转舵角θtr的积分项与目标转舵角θtr的比例项相加后的信号，而使目标转舵角θtr的相位延迟。

(动作)

接着，参照图5说明第一实施方式的转舵方法的一例。

在步骤S1中，操舵角传感器19检测出方向盘31a的操舵角θs。

在步骤S2中，转舵角传感器35检测出转向轮34的实际转舵角θt。

在步骤S3中，转舵角设定部50根据操舵角θs计算出目标转舵角θtr。

在步骤S4中，延迟部52使转舵角设定部50输出的目标转舵角θtr的相位延迟。

在步骤S5中，转舵角控制部53基于延迟了相位后的目标转舵角θtrd与实际转舵角θt之差计算出转舵力指令值ft。

在步骤S6中，第二驱动电路15基于转舵力指令值ft驱动转舵促动器14。

(第一实施方式的效果)

(1)操舵角传感器19检测出方向盘31a的操舵角θs。转舵角传感器35检测出转向轮34的实际转舵角θt。转舵角设定部50根据操舵角θs计算出目标转舵角θtr。延迟部52使目标转舵角θtr的相位相对于操舵角θs延迟。

转舵角控制部53基于延迟了相位后的目标转舵角θtrd与实际转舵角θt之差，计算出用于使实际转舵角θt与目标转舵角θtrd一致的转舵力指令值ft。因此，转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。第二驱动电路15和转舵促动器14根据延迟了相位后的转舵力指令值ft产生使转向轮34转舵的转舵力。

由此，能够降低因车辆动作相对于操舵操作的响应快而产生的驾驶者的不适感。

(2)通过使根据操舵角θs计算出的目标转舵角θtr的相位延迟，可以使转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。由此，能够抑制车辆动作相对于驾驶者施加的转舵力的响应变快的情况，能够降低驾驶者的不适感。

(3)延迟部52可以是延迟滤波器。由此，能够使转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。

(第二实施方式)

在第二实施方式中，提示转舵控制部41的延迟部52的一例。第二实施方式的延迟部52通过将转舵角设定部50设定的目标转舵角θtr的积分项与目标转舵角θtr的比例项相加，来使目标转舵角θtr的相位延迟。

参照图6A。延迟部52具备：增益乘法部60、延迟元件61、加法器62和64、以及限制器63。

转舵角设定部50所设定的目标转舵角θtr通过分配系数K：(1－K)而分配成K×θtr和(1－K)×θtr。在此，K是大于0且小于1的系数，例如可以是K＝0.5。在这种情况下，目标转舵角θtr被等分。分配系数K也可以是0.5以外的值，根据期望的延迟的大小适当设定即可。

转舵角设定部50也可以通过对目标转舵角θtr乘以分配系数K：(1－K)，而将目标转舵角θtr分配为K×θtr和(1－K)×θtr。另外，例如，转舵角设定部50也可以向延迟部52输出目标转舵角θtr，在延迟部52中，对目标转舵角θtr乘以增益K和(1－K)，而分配为K×θtr和(1－K)×θtr。以下，将K×θtr和(1－K)×θtr标记为“分配目标转舵角”。

增益乘法部60将积分增益Ki乘以分配目标转舵角(1－K)×θtr，并输出乘法结果。

延迟元件61保持增益乘法部60的输出(Ki×(1－K)×θtr)的积分值的过去值。

加法器62通过将增益乘法部60的输出(Ki×(1－K)×θtr)与积分值的过去值相加，对输出(Ki×(1－K)×θtr)进行积分。

在此，系数Ki×(1－K)也可以看作一个积分增益。因此，由加法器62积分的输出(Ki×(1－K)×θtr)的积分值可以视为目标转舵角θtr的积分项。

限制器63将目标转舵角θtr的积分项的大小(即绝对值)限制为限制值以下。

例如，限制器63可以通过对应目标转舵角θtr而变化的限制值，将目标转舵角θtr的积分项的大小(即绝对值)限制为限制值以下。

参照图6B。目标转舵角θtr越大，则限制值具有越大的值。与目标转舵角θtr相同，也可以对应车速Vv使限制值变化。

由此，即使在保持转向状态下目标转舵角θtr维持为不为零的角度，也能够防止目标转舵角θtr的积分项持续增加，能够将延迟部52的输出(即，延迟了相位后的目标转舵角θtrd)固定为与目标转舵角θtr对应的角度。

参照图6A。加法器64将从限制器63输出的目标转舵角θtr的积分项与分配目标转舵角K×θtr(即，目标转舵角θtr的比例项)相加，由此计算出延迟了相位的目标转舵角θtrd。

图7是第二实施方式的延迟部52的变形例的功能结构的一例的块图。变形例的延迟部52具备减法器65。减法器65将从分配目标转舵角(1－K)×θtr中减去增益乘法部60的输出(Ki×(1－K)×θtr)的积分值的过去值而得到的差输入到增益乘法部60。

因此，当目标转舵角θtr恒定(即时间变化消失)、且分配目标转舵角(1－K)×θtr与增益乘法部60的输出(Ki×(1－K)×θtr)的积分值相等时，向增益乘法部60的输入被消除，积分值不变化。

因此，增益乘法部60、延迟元件61、加法器62、减法器65仅计算目标转舵角θtr的变动成分的积分项。

由此，即使在保持转向状态下目标转舵角θtr维持为不为零的角度，也能够防止目标转舵角θtr的积分项持续增加，能够将延迟部52的输出(即，延迟了相位后的目标转舵角θtrd)固定为与目标转舵角θtr对应的角度。

(第二实施方式的效果)

(1)延迟部52也可以通过将根据操舵角θs计算出的目标转舵角θtr的积分项与目标转舵角θtr的比例项相加，来延迟目标转舵角θtr的相位。由此，能够使转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。

(2)延迟部52可以将通过仅对目标转舵角θtr的变动成分进行积分而计算出的积分项与目标转舵角θtr的比例项相加，也可以在以与目标转舵角θtr对应的限制值限制目标转舵角θtr的积分项之后，再与目标转舵角θtr的比例项相加。由此，即使在保持转向状态下目标转舵角θtr维持为不为零的角度，也能够防止目标转舵角θtr的积分项持续增加，能够将延迟部52的输出(即，延迟了相位后的目标转舵角θtrd)固定为与目标转舵角θtr对应的角度。

(第三实施方式)

如上所述，在实际转舵角θt刚开始变化之后，车辆动作对于操舵操作的响应变快。因此，优选在实际转舵角θt刚开始变化之后的期间，使转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟，在除此以外的期间不使相位延迟。

于是，第三实施方式的转舵控制部41在操舵角θs小于规定值的情况下使转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟，在操舵角θs为规定值以上的情况下不使转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。

图8A是第三实施方式的转舵控制部41的功能结构的一例的块图。第三实施方式的转舵控制部41还具备：增益设定部70、乘法器71和73、减法器72以及加法器74。另外，延迟部52可以是相位滞后滤波器(延迟滤波器)，也可以是第二实施方式的延迟部52。

增益设定部70设定与操舵角θs对应的增益G。增益G是在操舵角θs小于规定值的情况下不为零，在操舵角θs为规定值以上的情况下成为零的增益。

例如，增益设定部70也可以根据基于操舵角θs设定的目标转舵角θtr来设定增益G。如上所述，目标转舵角θtr是操舵角θs与角度比Ra之积。

图8B是增益G的一例的说明图。增益G的值在目标转舵角θtr为θ1以下的情况下为“1”，在目标转舵角θtr为θ2以上的情况下为“0”，在目标转舵角θtr大于θ1且小于θ2的情况下，随着目标转舵角θtr的增加而从“1”减少到“0”。

乘法器71和73、减法器72以及加法器74计算由延迟部52延迟了相位后的目标转舵角θtrd与目标转舵角θtr的加权和(G×θtrd+(1－G)×θtr)。

转舵角控制部53基于加权和(G×θtrd+(1－G)×θtr)与实际转舵角θt之差，计算出用于使实际转舵角θt与加权和(G×θtrd+(1－G)×θtr)一致的转舵力指令值ft。

因此，在目标转舵角θtr为θ2以上的情况下，加权和(G×θtrd+(1－G)×θtr)的值成为目标转舵角θtr，没有相位延迟。因此，不会发生转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。

另一方面，在目标转舵角θtr小于θ2的情况下，由于加权和(G×θtrd+(1－G)×θtr)包含延迟了相位后的目标转舵角θtrd的成分，因此相位相对于操舵角θs延迟。因此，发生转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。

由此，能够以在操舵角θs从中立位置刚开始变化之后的期间，使转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟，在除此以外的期间相位不延迟的方式、生成转舵力指令值ft。

图9A是第三实施方式的转舵控制部41的第一变形例的功能结构的一例的块图。

第一变形例的转舵控制部41在操舵角θs的角速度小于规定值的情况下使转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟，在操舵角θs的角速度为规定值以上的情况下不使转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。

由此，不仅在操舵角θs从中立位置刚开始变化之后，而且在操舵角θs从保持转向在中立位置以外的位置的状态刚开始变化之后，也能够使转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。

增益设定部70设定与操舵角θs的角速度对应的增益G。例如，增益设定部70也可以将增益G设定为，在操舵角θs的角速度小于规定值的情况下不为零，而在操舵角θs的角速度为规定值以上的情况下为零。

例如，增益设定部70也可以根据对目标转舵角θtr进行微分后的转舵角速度ω来设定增益G。

第一变形例的转舵控制部41具备对目标转舵角θtr进行微分而计算出转舵角速度ω的微分器75。

增益设定部70设定与转舵角速度ω对应的增益G。

图9B是增益G的一例的说明图。增益G的值在转舵角速度ω为ω1以下时为“1”，在转舵角速度ω为ω2以上时为“0”。

在转舵角速度ω大于ω1且小于ω2的情况下，随着转舵角速度ω的增加而从“1”减少到“0”。

因此，在转舵角速度ω为ω2以上的情况下，加权和(G×θtrd+(1－G)×θtr)的值成为目标转舵角θtr，没有相位延迟。因此，不会发生转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。

另一方面，在转舵角速度ω小于ω2的情况下，加权和(G×θtrd+(1－G)×θtr)包含延迟了相位后的目标转舵角θtrd的成分，因此相位相对于操舵角θs延迟。因此，发生转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。

由此，能够以在从方向盘31a静止的状态起操舵角θs刚开始变化之后的期间，使转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟，在操舵角θs变化的期间相位不延迟的方式、生成转舵力指令值ft。

图10A是第三实施方式的转舵控制部41的第二变形例的功能结构的一例的块图。

上述的第一变形例的转舵控制部41，即使不是操舵角θs刚开始变化之后的期间，在从操舵角θs变化的状态向方向盘31a静止的保持转向状态转移的期间，也有可能使转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。这是因为，在转移到转向保持状态的期间，操舵角θs的角速度变小。

于是，第二变形例的转舵控制部41在操舵角θs的角加速度小于规定值的情况下使转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟，在操舵角θs的角加速度为规定值以上的情况下不使转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。

由此，即使在转移到转向保持状态的期间操舵角θs的角速度变小，也能够检测出操舵角θs的角加速度，而能够抑制转舵力指令值ft的相位延迟。

增益设定部70设定与操舵角θs的角加速度对应的增益G。例如，增益设定部70也可以将增益G设定为，在操舵角θs的角加速度小于规定值的情况下不为零，而在操舵角θs的角加速度为规定值以上的情况下为零。

例如，增益设定部70也可以根据对目标转舵角θtr进行二阶微分后的转舵角加速度α来设定增益G。

第一变形例的转舵控制部41具备对目标转舵角θtr的转舵角速度ω进行微分而计算出转舵角加速度α的微分器76。

增益设定部70设定与转舵角加速度α对应的增益G。图10B是增益G的一例的说明图。增益G的值在转舵角加速度α为α1以下时为“1”，在转舵角加速度α为α2以上时为“0”。

在转舵角加速度α大于α1且小于α2的情况下，随着转舵角加速度α的增加而从“1”减少到“0”。

因此，在转舵角加速度α为α2以上的情况下，加权和(G×θtrd+(1－G)×θtr)的值成为目标转舵角θtr，没有相位延迟。因此，不会发生转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。

另一方面，在转舵角加速度α小于α2的情况下，由于加权和(G×θtrd+(1－G)×θtr)包含延迟了相位后的目标转舵角θtrd的成分，所以相位相对于操舵角θs延迟。因此，发生转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。

由此，从方向盘31a静止的状态起操舵角θs开始变化，在操舵角θs刚开始变化之后的角加速度仍然较小的初始期间，能够使转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。

另外，在从操舵角θs变化的状态向方向盘31a静止的保持转向状态转移的期间，即使操舵角θs的角速度变小，也能够检测出操舵角θs的角加速度，能够抑制使转舵力指令值ft的相位延迟。

图11A是第三实施方式的转舵控制部41的第三变形例的功能结构的一例的块图。

第三变形例的转舵控制部41在施加给方向盘31a的操舵扭矩Ts小于规定值的情况下，使转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟，在操舵扭矩Ts为规定值以上的情况下，不使转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。

第三变形例的转舵控制部41起到与第二变形例的转舵控制部41的效果相同的效果。

增益设定部70设定与操舵扭矩Ts对应的增益G。图11B是增益G的一例的说明图。增益G的值在操舵扭矩Ts为T1以下的情况下为“1”，在操舵扭矩Ts为T2以上的情况下为“0”。

在操舵扭矩Ts大于T1且小于T2的情况下，随着操舵扭矩Ts的增加而从“1”减少到“0”。

因此，在操舵扭矩Ts为T2以上的情况下，加权和(G×θtrd+(1－G)×θtr)的值成为目标转舵角θtr，没有相位延迟。因此，不会发生转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。

另一方面，在操舵扭矩Ts小于T2的情况下，由于加权和(G×θtrd+(1－G)×θtr)包含延迟了相位后的目标转舵角θtrd的成分，所以相位相对于操舵角θs延迟。因此，发生转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。

图12A是第三实施方式的转舵控制部41的第四变形例的功能结构的一例的块图。

第四变形例的转舵控制部41在操舵扭矩Ts的时间变化j小于规定值的情况下，使转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟，在操舵扭矩Ts的时间变化j为规定值以上的情况下，不使转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。

也可以将操舵扭矩Ts的时间变化j替换为操舵角θs的操舵角跃度(操舵角加加速度、操舵角冲击跃度)。

由此，从方向盘31a静止的状态起操舵角θs开始变化，在操舵角θs刚开始变化之后的操舵角跃度仍然较小的初始期间，能够使转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。

另外，在从操舵角θs变化的状态向方向盘31a静止的保持转向状态转移的期间，能够抑制转舵力指令值ft的相位延迟，直至在即将转移到保持转向状态之前操舵角跃度变小的时刻为止。

第一变形例的转舵控制部41具备对操舵扭矩Ts进行微分而计算出操舵扭矩Ts的时间变化j的微分器75。

增益设定部70设定与时间变化j对应的增益G。图12B是增益G的一例的说明图。增益G的值在时间变化j为j1以下的情况下为“1”，在时间变化j为j2以上的情况下为“0”。

在时间变化j大于j1且小于j2的情况下，随着时间变化j的增加而从“1”减少到“0”。

因此，在时间变化j为j2以上的情况下，加权和(G×θtrd+(1－G)×θtr)的值成为目标转舵角θtr，没有相位延迟。因此，不会发生转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。

另一方面，在时间变化j小于j2的情况下，由于加权和(G×θtrd+(1－G)×θtr)包含延迟了相位后的目标转舵角θtrd的成分，所以相位相对于操舵角θs延迟。因此，发生转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。

另外，也可以组合上述第一变形例～第四变形例中的任意多个变形例。例如，在操舵角θs的操舵角速度、操舵角加速度、或操舵角跃度中的多个变量的值都分别小于阈值的情况下，也可以使转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。也可以将操舵角θs的操舵角加速度和操舵角跃度代替为操舵扭矩Ts或操舵扭矩Ts的时间变化j。

(第三实施方式的效果)

转舵控制部41在操舵角θs、或者操舵角θs的操舵角速度、操舵角加速度、或者操舵角跃度、施加给方向盘31a的操舵扭矩Ts、或者操舵扭矩Ts的时间变化j小于规定值的情况下，使转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。

由此，能够在车辆动作对于操舵操作的响应变快的转舵角θt刚开始变化之后的期间，使转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟，而在除此以外的期间抑制相位延迟。

(第四实施方式)

上述的第一实施方式的转舵控制部41通过使目标转舵角θtr的相位延迟，来使转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。

取而代之，第四实施方式的转舵控制部41通过使转舵角控制部53输出的转舵力指令值的相位延迟，来使转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。

由此，起到与第一实施方式的转舵控制部41的效果相同的效果。

图13是第四实施方式的转舵控制部41的功能结构的一例的块图。

转舵角控制部53基于转舵角设定部50设定的目标转舵角θtr与实际转舵角θt之差，计算出用于使实际转舵角θt与目标转舵角θtr一致的基准转舵力指令值ft0。

延迟部52使转舵角控制部53输出的基准转舵力指令值ft0的相位滞后(延迟)，并作为转舵力指令值ft输出。延迟部52例如可以是相位滞后滤波器(延迟滤波器)。

接着，参照图14说明第四实施方式的转舵方法的一例。

步骤S11～S13的处理与图5的步骤S1～S3的处理相同。

在步骤S14中，转舵角控制部53基于转舵角设定部50设定的目标转舵角θtr与实际转舵角θt之差，计算出用于使实际转舵角θt与目标转舵角θtr一致的基准转舵力指令值ft0。

在步骤S15中，延迟部52使转舵角控制部53输出的基准转舵力指令值ft0的相位滞后(延迟)，并输出延迟了相位后的转舵力指令值ft。

步骤S16的处理与图5的步骤S7的处理相同。

图15是第四实施方式的转舵控制部41的变形例的功能结构的一例的块图。

第四实施方式的转舵控制部41与第三实施方式的转舵控制部41同样，在操舵角θs小于规定值的情况下，使转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟，在操舵角θs为规定值以上的情况下，不使转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。

因此，变形例的转舵控制部41与第三实施方式的转舵控制部41同样，具备：增益设定部70、乘法器71及73、减法器72、加法器74。

增益设定部70与第三实施方式的增益设定部70同样地设定与操舵角θs对应的增益G。增益G是在操舵角θs小于规定值的情况下不为零，在操舵角θs为规定值以上的情况下成为零的增益。

乘法器71和73、减法器72以及加法器74计算出通过延迟部52延迟了基准转舵力指令值ft0的相位后的转舵力指令值ft1与基准转舵力指令值ft0的加权和(G×ft1+(1－G)×ft0)，作为转舵力指令值ft。

因此，在操舵角θs为规定值以上的情况下，转舵力指令值ft成为不包含相位延迟的基准转舵力指令值ft0。因此，不会发生转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。

另一方面，在操舵角θs小于规定值的情况下，加权和(G×θtrd+(1－G)×θtr)包含延迟了相位后的转舵力指令值ft1的成分。因此，与第三实施方式相同，发生转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。

进而，第四实施方式的增益设定部70也可以与第三实施方式的第一变形例～第四变形例的增益设定部70同样地计算与转舵角速度ω、转舵角加速度α、操舵扭矩Ts、操舵扭矩Ts的时间变化对应的增益。

由此，第四实施方式的转舵控制部41也可以在操舵角θs的操舵角速度、操舵角加速度、或者操舵角跃度、施加给方向盘31a的操舵力Ts、或者操舵力Ts的时间变化j为规定值以上的情况下，不使转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟，而在这些操舵角速度、操舵角加速度、操舵角跃度、操舵力Ts、或者操舵力的时间变化j小于规定值的情况下延迟。

(第四实施方式的效果)

转舵控制部41也可以通过使基于实际转舵角θt与目标转舵角θtr之差计算出的转舵力指令值ft的相位延迟，来使转舵力指令值ft的相位相对于操舵角θs延迟。

由此，能够抑制车辆动作相对于驾驶者施加的操舵力的响应变快的情况，能够降低驾驶者的不适感。

在此记载的所有的例子以及条件的用语，是为了帮助读者理解本发明和为了技术的进展而由发明人给出的概念，是意图在于教育的目的的用语，应解释为不限定于与具体记载的上述例子以及条件、以及表示本发明的优越性以及劣等性相关的本说明书中的例子。虽然详细说明了本发明的实施例，但应该理解为在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行各种变更，置换和修改。

符号说明

11：控制器；12：反作用力促动器，；13：第一驱动电路；14：转舵促动器；15：第二驱动电路；16：扭矩传感器；17：车速传感器；19：操舵角传感器；20：处理器；21：存储装置；31：操舵部；31a：方向盘；31b：柱轴；32：转舵部；32a：小齿轮轴；32b：转向齿轮；32c：齿条；32d：转向齿条；33：备用离合器；34：转向轮；34FL：左右前轮；34FR：左右前轮；35：转舵角传感器；40：反作用力控制部；41：转舵控制部；50：转舵角设定部；52：延迟部；53：转舵角控制部；60：增益乘法部；61：延迟元件；62、64、74：加法器；63：限制器；65、72：减法器；70：增益设定部；71、73：乘法器；75、76：微分器

Claims (8)

1.一种转舵方法，对车辆的转向轮进行转舵，其特征在于，

检测方向盘的操舵角；

检测转向轮的实际的转舵角、即实际转舵角；

根据检测出的所述操舵角计算所述转向轮的目标转舵角，

基于所述实际转舵角与所述目标转舵角之差，计算出用于使所述实际转舵角与所述目标转舵角一致的转舵力指令值，

使所述转舵力指令值的相位相对于检测出的所述操舵角延迟，

根据延迟了相位后的所述转舵力指令值产生使所述转向轮转舵的转舵力。

2.如权利要求1所述的转舵方法，其特征在于，

通过使根据检测出的所述操舵角计算出的所述目标转舵角的相位延迟，从而使所述转舵力指令值的相位相对于检测出的所述操舵角延迟。

3.如权利要求1所述的转舵方法，其特征在于，

通过使基于所述实际转舵角与所述目标转舵角之差计算出的所述转舵力指令值的相位延迟，从而使所述转舵力指令值的相位相对于检测出的所述操舵角延迟。

4.如权利要求1～3中任一项所述的转舵方法，其特征在于，

使用延迟滤波器使相位延迟。

5.如权利要求2所述的转舵方法，其特征在于，

通过将根据检测出的所述操舵角计算出的所述目标转舵角的积分项与所述目标转舵角的比例项相加，从而使所述目标转舵角的相位延迟。

6.如权利要求5所述的转舵方法，其特征在于，

通过仅对所述目标转舵角的变动成分进行积分而计算出所述积分项、或者利用与所述目标转舵角对应的限制值来限制所述积分项。

7.如权利要求1～6中任一项所述的转舵方法，其特征在于，

在检测出的所述操舵角、或者该操舵角的操舵角速度、操舵角加速度、或者操舵角跃度、施加给所述方向盘的操舵力、或者该操舵力的时间变化小于规定值的情况下，使所述转舵力指令值的相位相对于检测出的所述操舵角延迟。

8.一种转舵装置，对车辆的转向轮进行转舵，其特征在于，具备：

第一传感器，其检测方向盘的操舵角；

第二传感器，其检测转向轮的实际的转舵角、即实际转舵角；

促动器，其产生使所述转向轮转舵的转舵力；

控制器，其根据所述第一传感器检测出的所述操舵角计算出所述转向轮的目标转舵角，基于所述实际转舵角与所述目标转舵角之差，计算出用于使所述实际转舵角与所述目标转舵角一致的转舵力指令值，并且具有使所述转舵力指令值的相位相对于检测出的所述操舵角延迟的延迟单元，所述控制器根据通过所述延迟单元延迟了相位后的所述转舵力指令值来驱动所述促动器。

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