CN1820993A - 转向控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种转向控制装置，在该转向控制装置中，具有电动转向反作用力致动器的转向部分与具有电动转向从动部分致动器的转向从动部分经由备用装置可机械地分离和连接。设置线传转向控制装置，其用于与备用装置断开连接，并且利用转向从动部分致动器的控制和转向反作用力致动器的控制来进行线传转向控制，转向从动部分致动器的控制对应于转向状态而设定转向角，转向反作用力致动器的控制对应于转向从动状态而施加转向反作用力。还设置转向辅助控制装置，其用于与备用装置连接，并且通过利用转向反作用力致动器和转向从动部分致动器中至少一个致动器施加转向助力，来执行转向辅助控制。有选择地估算转向车辆的电源供给能力，并且在线传转向控制期间，如果估算的电源供给能力达到设定值或设定值以下时，转向切换到转向辅助控制。

Description

转向控制装置

技术领域

在此描述的是包括线传转向系统的转向控制装置，其中具有电动转向反作用力致动器的转向部分与具有电动转向从动部分致动器的转向从动部分经由备用装置可机械地分离和连接。

背景技术

近几年对于装备有所谓线传转向系统(以下称为“SBW系统”)的车辆提出一种转向控制装置，其中在例如方向盘的转向部件和转向轮之间的机械连接被分离，并且转向系统的一部分具有电路结构。在这种类型的SBW系统中，例如，当在转向反作用力致动器中产生异常时，自动防故障保护的措施是重要的。因此提出一种结构，以便在反作用力致动器中检测出异常时，中止反作用力控制，并且启动机械备用系统，以便使转向部件与转向轮机械地连接，而且转向控制切换到转向辅助控制，从而控制方向盘致动器，并且该结构用作通常的电动转向(EPS)装置。例如，参见已公开的日本专利申请第2004-090783号。

然而，传统的转向控制装置存在问题在于：仅当执行SBW控制期间产生异常(故障)时，转向控制装置从SBW控制切换到EPS控制作为自动防故障保护措施。在任何情况下，传统的装置无法将车辆电源供给能力的下降识别为SBW控制系统中的异常，因此即使车辆的电源供给能力下降，仍然保持SBW控制。因此，由于在SBW控制期间的转向反作用力致动器和转向从动部分致动器中的延迟，使得操作性降低。另外除了电源供给能力下降，由于SBW控制会导致能耗增大，因此该发动机可能不能重新启动。

发明内容

本发明的转向控制装置目的在于解决上述问题，并且其在电源供给能力下降期间，在保持所希望的响应的转向性能的同时提供低电力消耗。

更具体的是，在本发明的转向控制装置中，具有电动转向反作用力致动器的转向部分与具有电动转向从动部分致动器的转向从动部分经由备用装置可机械地分离和连接，该转向控制装置包括：线传转向控制装置，用于与备用装置断开连接，并且利用转向从动部分致动器的控制和转向反作用力致动器的控制来进行线传转向控制，转向从动部分致动器的控制对应于转向状态而设定转向角，转向反作用力致动器的控制对应于转向从动状态而施加转向反作用力。设置转向辅助控制装置，其用于与备用装置连接，并且利用转向反作用力致动器或转向从动部分致动器中的至少一个致动器，通过施加转向助力来执行转向辅助控制。设置控制切换装置，其用于在线传转向控制和转向辅助控制之间进行切换。设置电源供给能力估算装置，其用于估算车辆的电源供给能力。在线传转向控制期间，当电源供给能力下降到设定值或设定值以下时，控制切换装置有选择地切换到转向辅助控制。

因此，根据本发明的转向控制装置，在线传转向控制期间，当估算的电源供给能力下降到预定值或预定值以下时，控制切换装置切换到转向辅助控制。换言之，同下述情况相比，通过基于电源供给能力的下降而切换到转向辅助控制，这可维持具有良好响应的操作，所述情况指的是，在电源供给能力下降的同时照原样保持线传转向控制，导致致动器的动作响应延迟的情况。另外，与线传转向控制不同，进行转向辅助控制仅要求增大转向力的辅助力，结果电力消耗可被限制在较低的等级，而在线传转向控制中由于通过两个致动器来付与转向轮角度和转向反作用力，所以电力消耗增大。

附图说明

下面结合附图，通过以下的描述和附后的权利要求书，本发明的转向控制装置的这些和其它特征和优点将会很明显，其中：

图1是示出根据其中一个实施例采用转向控制装置的线传转向系统的综合结构图；

图2是示出通过图1中的转向反作用力控制器和转向从动部分控制器执行的控制切换处理的流程图；

图3是示出转向状态计算处理的流程图；

图4是示出第一和第二阈值计算处理的流程图；

图5是示出在利用SBW期间估算电力消耗的计算处理的流程图；

图6是示出转向状态和第一阈值之间相互关系的一个实例的曲线图；

图7是示出转向状态和第二阈值之间相互关系的一个实例的曲线图；

图8是示出转向状态和电力消耗之间相互关系的一个实例的曲线图；

图9是示出齿条轴力状态和电力消耗之间的相互关系的一个实例的曲线图；

图10是示出EPS控制状态和电力消耗之间的相互关系的一个实例的曲线图；

图11是示出利用SBW时的电力消耗和从EPS控制返回到SBW控制时的延迟时间之间相互关系的一个实例的曲线图；

图12是示出当电源电压改变时、在SBW控制和EPS控制之间切换的时间图；以及

图13是示出当电源供给能力值下降量变化时、在SBW控制和EPS控制之间切换的时间图。

具体实施方式

图1是示出根据本发明的一个实施例采用转向控制装置的线传转向系统(以下称为“SBW系统”)的综合结构图。如图1所示的SBW系统包括：方向盘1，转向反作用力致动器2，转向轮3，转向从动部分致动器4，转向反作用力控制器5，转向从动部分控制器6，通信线7，机械备用系统8(备用装置)和备用离合器9(备用装置)。

在方向盘1和转向反作用力致动器2(转向部分)与转向轮3和转向从动部分致动器4(转向从动部分)之间不存在机械连接。但是，仍设有机械备用系统8，例如通过线缆等，可将转向反作用力致动器2和转向从动部分致动器4机械地连接。该机械连接可通过备用离合器9连接或分离。

在SBW系统具有机械备用系统8的情况下，通过下述方式实现转向轮的操作：即，分离备用离合器9，并且对应于方向盘1的旋转操作、基于由转向从动部分控制器6所计算的指令值来驱动转向从动部分致动器4。该转向从动部分致动器4可由诸如无刷电机等的电机构成。为了将转向反作用力施加给方向盘1，该转向反作用力致动器可由诸如无刷电机的电机构成，如同转向从动部分致动器4的情况。转向反作用力操作可通过对应于转向轮3的转向状态、基于由转向反作用力控制器5所计算的指令值来驱动转向反作用力致动器2来实现。由转向反作用力控制器5和转向从动部分控制器6计算的指令值成为电机的电流指令值，所述电机构成转向反作用力致动器2和转向从动部分致动器4(执行SBW控制的线传转向控制装置)。

转向反作用力控制器5和转向从动部分控制器6之间的各种信号的传送通过通信线7来执行。该通信线7具有双线结构。另外，检测转向反作用力致动器2和转向从动部分致动器4的操作状态的传感器(例如，电机旋转角度传感器等)也具有双线结构，以便为SBW系统提供冗余结构。

在SBW系统具有机械备用系统8的情况下，当备用离合器9啮合时，转向轮3可直接随着方向盘1运动。换言之，当SBW系统中发生异常时，通过使具有转向反作用力致动器2的转向部分和具有转向从动部分致动器4的转向从动部分与机械备用系统8机械地连接来允许安全驱动。另外，利用转向反作用力致动器2或转向从动部分致动器4可以获得转向辅助控制，该转向辅助控制向由驾驶者施加的转向力施加辅助力(执行EPS控制的转向辅助控制装置)。

图示实施例提出一种控制方法，其中当在SBW系统中发现异常时，机械备用系统8的备用离合器9啮合，从而维持从SBW控制向EPS控制的切换，并且通过异常报警灯等向驾驶者报告SBW系统中的异常。

尽管在SBW系统中未出现异常，当操纵转向反作用力致动器2和转向从动部分致动器4的电源电压降低时，机械备用系统8的备用离合器9啮合，并且SBW控制切换到EPS控制；当电源电压恢复时，机械备用系统8的备用离合器9脱离啮合，并且进行从EPS控制回到SBW控制的切换。

图2到5是根据图示实施例显示由转向反作用力控制器5和转向从动部分控制器6执行的控制切换处理的流程图。该处理在预定控制周期(例如，10毫秒)内执行。转向反作用力控制器5和转向从动部分控制器6的处理原理相同。但是，SBW控制计算和EPS控制计算是不同的。各步骤描述如下(控制切换装置)。

在步骤S1，检查EPS固定标记的状态。如果EPS固定标记被设定，那么处理进入到步骤S24，并且EPS控制起作用。如果它为空(无标记)，那么处理进入到步骤S2。该“EPS固定标记”是仅实施EPS控制的状态标记。以下描述仅实施EPS控制的判断。

在步骤S2，执行电源供给能力下降量Vd的计算，并且处理进入步骤S3(电源供给能力估算装置)。该“电源供给能力下降量Vd”利用以下公式计算：

Vd＝参考电压-电源电压Vbat

该参考电压设定为约14V。

在步骤S3，执行转向状态的计算，并且处理进入到步骤S4。“计算转向状态”的详细内容参考图3的流程图进行描述。

在步骤S3-1，计算转向角绝对值AbSθ和转向角速度绝对值AbSdθ。

在步骤S3-2，计算电机的电流指令值的绝对值AbS_Str_I_com，该电机构成转向从动部分致动器4。

在步骤S3-3，利用以下公式计算出转向角绝对值AbSθ和转向角速度绝对值AbSdθ在预定时间的累计值Iθ和Idθ。

Iθ＝Iθ+AbSθ-AbSθ100

Idθ＝Idθ+AbSdθ-AbSdθ100

其中，AbSθ100和AbSdθ100是在第100控制周期前计算出的转向角绝对值AbSθ和转向角速度绝对值AbSdθ。通过加上当前的转向角绝对值AbSθ和转向角速度绝对值AbSdθ，并且减去在第100周期前计算出的转向角绝对值AbSθ100和转向角速度绝对值AbSdθ100，得出从预定时间前起的累计值Iθ和Idθ。当控制周期为10毫秒时，累计值是从1秒前起的值，但是，周期数并不限于此。

在步骤S3-4，利用如下公式计算出转向从动部分致动器4的电流指令值的绝对值AbS_Str_I_com的预定时间的累计值Str_I。

Str_I＝Str_I+AbS_Str_I_com-AbS_Str_I_com100

其中，AbS_Str_I_com100是在第100控制周期前计算出的转向从动部分致动器4的电流指令值的绝对值AbS_Str_I_com。通过加上当前的绝对电流指令值AbS_Str_I_com，并且减去100次前的电流指令值的绝对值AbS_Str_I_com100，得出从预定时间前起的累计值Str_I。当控制周期是10毫秒时，累计值是从1秒前起的值，但是，次数并不限于此。

在步骤S3-5，成为转向状态指标的转向状态指标值Str_State利用如下公式来计算(转向状态指标值检测装置)：

Str_State＝Iθ+Idθ+Str_I

其中，转向状态指标值Str_State是反映从预定时间前起的转向状态的值，并且当转向角大以及转向速度高时，其具有较大值。另外，根据本实施例，转向状态指标值Str_State基于转向角、转向角速度和转向从动部分致动器4的电流指令值来计算，但是，也不必要求使用所有值，并且该计算可通过该所有值中任何单一的值来执行。

在步骤S3-6，执行每个转向角绝对值AbSθ、转向角速度绝对值AbSdθ和电流指令值的绝对值AbS_Str_I_com的数据元素的替换。换言之，当前值替换为一次(1)前的值，一次(1)前的值替换为两次(2)前的值，…，99次前的值替换为100次前的值，然后将它们储存在存储器中。一个实例如下：

AbSθ100＝AbSθ99

AbSθ99＝AbSθ98

AbSθ98＝AbSθ97

………＝………

AbSθ2＝AbSθ1

AbSθ1＝AbSθ

在步骤S4中，计算第一阈值V1和第二阈值V2，并且处理进入到步骤S5。“第一阈值V1和第二阈值V2的计算”参考图4的流程图进行如下详细描述。

在步骤S4-1，求出车辆的其它系统(制动器拉索，后轮转向角控制，汽车前照灯，刮水器等)的操作状态和该其它系统的电力消耗调整量VSyS(系统操作状态检测装置)。根据本实施例，对应于其它系统状态，在两个步骤中设定电力消耗调整量VSyS。当有许多操作由其它系统执行、并且估算电力消耗较大时，它取值为VSyS＝VSyS1，而当仅有少数操作由其它系统执行、并且估算电力消耗小时，它取值为VSyS＝VSyS2。VSyS1例如取值为0.5V，VSyS2例如取值为0.1V。对于装备有电力监控系统的混合式车和电动车等，基于电池充电容量(电池S.O.C)的信息，处理可采用更多步骤或不采用步骤。

在步骤S4-2，基于步骤S3中计算的转向状态指标值Str_State，计算第一阈值V1(第一阈值设定装置)。第一阈值V1利用图6中所示的特性来计算。第一阈值V1是从SBW控制向EPS控制切换的阈值，并且当转向状态指标值Str_State变大时，该第一阈值V1设定为较小值，因此当转向角大以及转向角速度高时，提供容易的向EPS控制的转换。

在步骤S4-3，基于在步骤S3中计算的转向状态指标值Str_State来计算第二阈值V2(第二阈值设定装置)。第二阈值V2根据图7中所示的特性来计算。第二阈值V2是当从EPS控制切换回到SBW控制时的阈值，并且当转向状态指标值Str_State变大时，该第二阈值V2设定为较小值，因此当转向角大以及转向角速度高时，难于返回到SBW控制。第一和第二阈值之间的关系是V1＞V2。

在步骤S4-4，利用在步骤S4-1中得出的其它系统的电力消耗调整量VSyS来调节第二阈值V2。调节公式如下：

V2＝V2-VSyS

当有许多操作由其它系统处理执行、并且估算电力消耗大时，第二阈值V2向较小方向调节，因此难于从EPS控制返回到SBW控制。

在步骤S5，在SBW控制期间执行电力消耗Ps的计算，并且处理进入到步骤S6(电力消耗估算装置)。参考图5的流程图详细描述“计算在SBW控制期间的电力消耗Ps”。

在步骤S5-1中，计算齿条轴力绝对值AbSFr。

在步骤S5-2中，利用如下公式计算齿条轴力绝对值AbSFr的预定时间的累计值F_state(转向从动部分扭矩状态指标值检测装置)：

F_state＝F_state+AbSFr-AbSFr100

其中，AbSFr100是在第100控制周期前计算的齿条轴力绝对值AbSFr。通过加上本次的齿条轴力绝对值AbSFr，并且减去100周期前的齿条轴力绝对值AbSFr100，得出从预定时间前起的累计值F_state。当控制周期为10毫秒时，它是从1秒前起的累计值，但是，次数并不限于此。

在步骤S5-3中，执行齿条轴力绝对值AbSFr的数据元素的替换。换言之，当前值替换为一次(1)前的值，一次(1)前的值替换为两次(2)前的值，…，99次前的值替换为100次前的值，然后将它们储存在存储器中。一个实例如下：

AbSFr100＝AbSFr99

AbSFr99＝AbSFr98

AbSFr98＝AbSFr97

………＝………

AbSFr2＝AbSFr1

AbSFr1＝AbSFr

在步骤S5-4中，基于在步骤S3中计算的转向状态指标值Str_state计算电力消耗Ps_s。利用图8中所示特性来计算电力消耗Ps_s。当转向状态指标值Str_state较大时，即，当转向角大和转向速度高时，电力消耗Ps_s取较大值。

在步骤S5-5中，基于在步骤S5-2中计算的累计值F_state来计算电力消耗Ps_f，该累计值F_state是齿条轴力的状态的指标。利用图9中所示特性计算电力消耗Ps_f。当累计值F_state较大时，即，当来自路面的实质干扰影响到转向轮3时，电力消耗Ps_f取较大值。

在步骤S5-6中，判断该系统是否处于EPS控制下。如果处于EPS控制下，那么处理进入到步骤S5-7；如果不处于EPS控制下，那么处理进入到步骤S5-10。

在步骤S5-7中，在EPS控制期间，转向从动部分致动器4的电流指令值的绝对值AbS_Str_I_com_EP在预定时间的累计值Str_I_EPS利用如下公式来计算(电流指令值状态指标值检测装置)：

Str_I_EPS＝Str_I_EPS+AbS_Str_I_com_EPS

AbS_Str_I_com_EPS100

其中，AbS_Str_I_com_EPS100是第100控制周期前计算的EPS控制的电流指令值的绝对值AbS_Str_I_com_EPS。通过加上本次的电流指令值的绝对值AbS_Str_I_com_EPS、并且减去第100次前的电流指令值的绝对值，可求出从预定时间前起的累计值Str_I_EPS。当控制周期是10毫秒时，它是从1秒前起的累计值，但是，次数并不限于此。

在步骤S5-8中，执行电流指令值的绝对值AbS_Str_I_com_EPS的数据元素的替换。换言之，当前值替换为一次(1)前的值，一次(1)前的值替换为两次(2)前的值，…，99次前的值替换为100次前的值，然后将它们储存在存储器中。一个实例如下：

AbS_Str_I_com_EPS100＝AbS_Str_I_com_EPS99

AbS_Str_I_com_EPS99＝AbS_Str_I_com_EPS98

AbS_Str_I_com_EPS98＝AbS_Str_I_com_EPS97

………＝………

AbS_Str_I_com_EPS2＝AbS_Str_I_com_EPS1

AbS_Str_I_com_EPS1＝AbS_Str_I_com_EPS

在步骤S5-9中，基于在步骤S5-7中计算的累计值Str_I_EPS来计算电力消耗Ps_EPS，累计值Str_I_EPS表示EPS控制期间的电流指令值状态。在EPS控制期间的较大电流指令值持续的情况下，有较大的电力消耗Ps_EPS。根据图10中所示的特性计算电力消耗Ps_EPS。为了对应于在EPS控制期间的与SBW控制相比较低的电力消耗，这样设定该特性，使得在SBW控制期间的电力消耗Ps_EPS基于累计值Str_I_EPS在较大侧。

在步骤S5-10中，将储存的累计值Str_I_EPS、和电流指令值的绝对值AbS_Str_I_com_EPS到AbS_Str_I_com_EPS100清除。换言之，除EPS控制期间外，不计算这些值。

在步骤S5-11中，利用如下公式计算在SBW控制期间的电力消耗Ps：

PS＝max{Ps_s，Ps_f，PS_EPS}

在SBW控制期间的电力消耗Ps基于三个值来计算，它们是：从转向状态估算的电力消耗Ps_s，从干扰估算的电力消耗Ps_f以及从EPS控制期间的电流指令值状态估算的电力消耗Ps_EPS。但是，不必要求使用所有这些值，可利用这些值中任何一个值来进行计算。另外，齿条轴力用于计算从干扰状态估算的电力消耗Ps_f。但是，类似地，它可利用转向部分扭矩来计算。

在步骤S6中，延迟时间TeS是这样一段时间：即，从电源供给能力下降量变为等于或小于第二阈值V2的时刻起，至从EPS控制向SBW控制切换的时刻为止；基于SBW控制期间的电力消耗Ps来计算该延迟时间TeS(延迟时间设定装置)。然后，处理进入到步骤S7。延迟时间TeS根据图11所示的特性来计算。根据这些特性，当SBW期间电力消耗Ps较大时，为了使从EPS控制返回到SBW控制更为困难，该延迟时间TeS设定得略大。

在步骤S7中，判断该系统是否处于SBW控制下。如果处于SBW控制下，那么处理进入到步骤S8；如果不是，换言之，当它处于EPS控制下时，处理进入到步骤S13。

在步骤S8中，将在步骤S2中计算的电源供给能力下降量Vd和在步骤S4中计算的第一阈值V1进行比较。当电源供给能力下降量Vd等于或大于第一阈值V1时，换言之，电源供给能力下降量Vd较大，则处理进入到步骤S9；当电源供给能力下降量Vd小于第一阈值V1时，处理进入到步骤S12。

在步骤S9中，测量SBW控制和EPS控制之间切换次数的计数器CT加1，并且处理进入到步骤S10(控制切换次数检测装置)。

在步骤S10中，为了从SBW控制切换到EPS控制，备用离合器9啮合，并且处理进入到步骤S11。

在步骤S11中，切换到EPS控制计算，并且处理进入到步骤S21。在EPS控制期间，为了不启动转向反作用力致动器2，转向反作用力控制器5不执行计算，并且转向从动部分致动器4的控制指令值通过转向从动部分控制器6进行计算。在步骤S8到步骤S11的处理中，执行从SBW控制向EPS控制的切换。

在步骤S12中，基于步骤S8中的下述判断结果：即，电源供给能力下降量Vd小于第一阈值V1，换言之，电源供给能力未下降，继续进行通常的SBW控制计算，并且处理进入到步骤S21。在通常的SBW控制计算期间，利用转向反作用力控制器5计算转向反作用力致动器2的控制指令值，并且利用转向从动部分控制器6计算转向从动部分致动器4的控制指令值。

在步骤S13中，随着在步骤S7中判断出系统处于EPS控制下，则对在步骤S2中计算的电源供给能力下降量Vd和在步骤S4中计算的第二阈值V2进行比较。当电源供给能力下降量Vd等于或小于第二阈值V2时，换言之，电源供给能力下降量小，处理进入到步骤S14；当电源供给能力下降量Vd等于或大于第二阈值V2时，处理进入到步骤S19。

在步骤S14中，对经过时间CeS和在步骤S6中设定的延迟时间TeS进行比较，该经过时间CeS是从电源供给能力下降量Vd变为等于或小于第二阈值V2的时点起的时间，延迟时间TeS是从EPS控制切换回到SBW控制的时间。当CeS≤TeS时，处理进入到步骤S15；当CeS＞TeS时，处理进入到步骤S16。

在步骤S15中，当电源供给能力下降量Vd变为等于或小于第二阈值V2时，经过时间CeS增加，并且处理进入到步骤S20。因此，即使电源供给能力下降量Vd变为等于或小于第二阈值V2时，继续EPS控制直到经过时间CeS超过延迟时间TeS。

在步骤S16中，随着判断出CeS＞TeS，测量在SBW控制和EPS控制之间切换次数的计数器CT加1，并且处理进入到步骤S17(控制切换次数检测装置)。

在步骤S17中，备用离合器9分离，以便从EPS控制返回到SBW控制，并且处理进入到步骤S18。

在步骤S18中，切换到SBW控制计算，并且处理进入到步骤S21。在SBW控制计算中，转向反作用力致动器2的控制指令值通过转向反作用力控制器5来计算，并且转向从动部分致动器4的控制指令值通过转向从动部分控制器6来计算。在步骤S13到步骤S18的处理中，执行从EPS控制向SBW控制的切换。

在步骤S19中，随着在步骤13中判断出电源供给能力下降量Vd等于或大于第二阈值V2，则从电源供给能力下降量Vd变为等于或小于第二阈值V2的时点起的经过时间CeS被清零，并且处理进入到步骤S20。

在步骤S20中，为了继续EPS控制，转向反作用力控制器5不执行计算，转向从动部分致动器4的控制指令值通过转向从动部分控制器6计算，并且处理进入到步骤S21。

在步骤S21中，随着在步骤S11或S20的EPS控制计算，或在步骤S12或步骤S18的SBW控制计算，判断计时器TO是否经过预定时间Tb。预定时间Tb是预先设定的值(例如，一(1)分钟)，如果SBW控制和EPS控制之间的切换在该预定时间Tb内频繁地发生，那么判断电池耗损可能加速。如果未经过预定时间Tb，那么处理进入到步骤S22；如果经过预定时间Tb，那么处理进入到步骤S26。

在步骤S22中，对计数器CT和预先设定的预定次数Cb(例如，10次)进行比较，该计数器CT是步骤S9或步骤S16中计数的SBW控制和EPS控制之间的切换次数。如果Cb≤CT，那么处理进入到步骤S23；如果Cb＞CT，那么处理进入到步骤S25。

在步骤S23中，为将控制状态设为EPS控制，设定EPS固定标记，并且处理进入到步骤S24。当点火装置(ignition)关闭时，EPS固定标记复位。

在步骤S24中，执行EPS控制计算并进行返回。换言之，为执行EPS控制，转向反作用力控制器5不执行计算，并且转向从动部分致动器4的控制指令值通过转向从动部分控制器6来计算。另外，如果在该时点已经执行SBW控制，那么备用离合器9啮合。

在步骤S25中，随着在步骤S22中判断出Cb＞CT，计时器TO测量经过的时间，并且进行返回。

在步骤S26中，随着在步骤S21中判断出TO≤Tb，由于经过了预定时间Tb，测量经过时间的计时器TO被清零，并且处理进入到步骤27。

在步骤S27中，由于在预定时间内SBW控制和EPS控制之间的切换次数CT未超过预定次数Cb，因此用于计数SBW控制和EPS控制之间的切换次数的计数器CT被请零，并且进行返回。

首先，当电源供给能力下降量Vd小于第一阈值V1、并且具有足够的电源供给能力时，进行如下处理：例如在图2的流程图中，从步骤S1→步骤S2→步骤S3→步骤S4→步骤S5→步骤S6→步骤S7→步骤S8→步骤S12。在步骤S12中，执行SBW控制计算，并且继续SBW控制。

接着，由于电力消耗，如果电源供给能力下降量Vd变成等于或大于第一阈值V1时，进行如下处理：例如在图2的流程图中，从步骤S1→步骤S2→步骤S3→步骤S4→步骤S5→步骤S6→步骤S7→步骤S8→步骤S9→步骤S10→步骤S11。在步骤S10中，备用离合器9啮合；在步骤S11中，从SBW控制计算向EPS控制计算进行切换，从而，从SBW控制向EPS控制进行切换。

接下来，尽管切换到EPS控制，如果电源供给能力下降量Vd大于第二阈值V2，则进行如下处理：例如在图2的流程图中，从步骤S1→步骤S2→步骤S3→步骤S4→步骤S5→步骤S6→步骤S7→步骤S13→步骤S19→步骤S20。在步骤S20中，执行EPS控制计算，并且继续EPS控制。

在EPS控制期间，当电源供给能力下降量Vd达到第二阈值V2或更低时，进行如下处理：例如在图2的流程图中，从步骤S1→步骤S2→步骤S3→步骤S4→步骤S5→步骤S6→步骤S7→步骤S13→步骤S14→步骤S15→步骤S20。在步骤S14中，判断从达到Vd≤V2的时点起的经过时间CeS是否超过延迟时间TeS。处理进入到步骤S20并且继续EPS控制，直到经过时间CeS超过延迟时间TeS时为止。

在EPS控制期间，当电源供给能力下降量Vd变为等于或小于第二阈值V2、并且从它变为Vd≤V2的时点起的经过时间CeS超过延迟时间TeS时，接着进行如下处理：例如在图2的流程图中，从步骤S1→步骤S2→步骤S3→步骤S4→步骤S5→步骤S6→步骤S7→步骤S13→步骤S14→步骤S16→步骤S17→步骤S18。在步骤S17中，备用离合器9分离；在步骤S18中，从EPS控制计算向SBW控制计算进行切换，并且该系统从EPS控制返回到SBW控制。

当不存在SBW控制和EPS控制之间的频繁切换时，在图2的流程图中，处理从步骤S11、步骤S12、步骤S18或步骤S20中的任何一个步骤进入到步骤S21→步骤S22→步骤S25→返回，或者进入到步骤S21→步骤S26→步骤S27→返回。基于电源供给能力下降量Vd，执行SBW控制和EPS控制之间的切换。

然而，当存在SBW控制和EPS控制之间频繁的切换时，并且在计时器TO到达预定时间Tb之前，作为SBW控制和EPS控制之间的切换次数的计数器CT的计数变为等于或大于预定次数Cb时，则在图2的流程图中，处理从步骤S11、步骤S12、步骤S18或步骤S20中的任何一个步骤进入到步骤S21→步骤S22→步骤S23→步骤S24→返回。在步骤S23中，设定EPS固定标记；在步骤24中，执行EPS控制计算。由于EPS固定标记被设定，从下一个控制周期起，将重复从步骤S1→步骤S24→返回的过程，并且继续EPS控制。

传统上，由于不能将车辆的电源供给能力的下降识别为SBW控制系统中的异常，因此，即使车辆的电源供给能力下降，也仍然维持SBW控制。由于在SBW控制期间转向反作用力致动器和转向从动部分致动器的操作反应延迟，因此，操作性降低。另外，由于除了电源供给能力下降外，因SBW控制电力消耗增大，发动机不能重新启动。

如上所述，对于SBW系统，当电源电压下降以及例如可能存在致动器反应性变差时，安全驱动可能变得困难。所以，如同在转向反作用力致动器中的异常检测，可以考虑通过启动机械备用系统而切换到电力消耗较小的EPS控制。然而，如果电源电压暂时下降而切换到EPS控制，SBW控制就会不必要地受到限制，并且SBW控制的好处减小。

在电源电压暂时下降的情况下，能够返回到SBW控制，因此考虑一种控制方法，其中当电源电压下降到等于或小于第一阈值V1′时，该系统从SBW控制移向EPS控制，并且当它变为等于或大于第二阈值V2′(＞V1′)时，它从EPS控制返回到SBW控制。如上所述，如图12所示，仅根据电源电压大小执行返回SBW控制的判断，并且重复该操作，以便当它返回到SBW控制后，电源电压下降，它可再次切换回到EPS控制，因此它可给驾驶者带来不舒服的感觉。

相反，根据图示实施例的切换控制操作如下。参考图13描述由于电源供给能力下降量的变化，SBW控制和EPS控制之间的切换操作。在图13中，X轴表示时间，并且图中示出电源供给能力下降量Vd的状态、第一阈值V1的状态、第二阈值V2的状态和控制状态(SBW控制或EPS控制)。

在图13中的t1时刻，当电源供给能力下降量Vd变为等于或大于第一阈值V1时，备用离合器9啮合，并且该系统从SBW控制切换到EPS控制。由于切换到EPS控制，电力消耗减小；并且在t2时刻，电源供给能力下降量Vd变为等于或小于第二阈值V2；然而，直到经过延迟时间TeS后，该系统才从EPS控制返回到SBW控制。换言之，在t3时刻，电源供给能力下降量Vd等于或小于第二阈值V2的状态持续了延迟时间TeS这样一段时间，因此，备用离合器9分离，并且该系统从EPS控制返回到SBW控制。

在t4时刻，当由于电力消耗再次增加，电源供给能力下降量Vd变为等于或大于第一阈值V1时，该备用离合器9啮合，并且该系统从SBW控制切换到EPS控制。在t5时刻，电源供给能力下降量Vd变为等于或小于第二阈值V2；但是，电源供给能力下降量Vd在t6时刻变为等于或大于第一阈值V1，t6时刻在经过延迟时间TeS的时点之前，因此在该时期，继续EPS控制。换言之，等待经过了延迟时间TeS后，该系统从EPS控制切换回SBW控制，因此可避免SBW控制和EPS控制之间不必要的切换。

在t7时刻，电源供给能力下降量Vd变为等于或小于第二阈值V2，并且在保持该值等于或小于第二阈值V2的同时经过延迟时间TeS，并且因此，在t8时刻，该系统从EPS控制切换回SBW控制，t8时刻是从t7时刻起经过了延迟时间TeS后的时刻。这里，如同结合图2的流程图中步骤S3到S6所说明的，第一阈值V1、第二阈值V2和当系统从EPS控制切换回SBW控制时的延迟时间TeS，对应于转向状态、控制状态和其它系统状态等进行设定。

如上所述，图示实施例具有这样的结构，以便第一阈值V1、第二阈值V2和当系统从EPS控制切换回SBW控制时的延迟时间TeS对应于转向状态、控制状态和其它系统状态等进行设定，并且当电源供给能力下降量Vd等于或大于第一阈值V1时，该系统从SBW控制切换到EPS控制，并且当电源供给能力下降量Vd等于或小于第二阈值V2的状态持续延迟时间TeS时，该系统从EPS控制切换回到SBW控制。因此，SBW控制和EPS控制之间频繁的切换所带来的任何不舒适感觉得到抑制，同时在电源电压改变期间保持安全性，允许有效地利用SBW控制，因此，不但可以解决传统问题，而且可解决使用控制切换方法的预期的问题。

另外，即使当采用图示实施例的控制切换方法时，如果在SBW控制和EPS控制之间的切换频繁，并且在计时器TO到达预定时间Tb前，SBW控制和EPS控制之间的切换次数的计数器CT的计数变为等于或大于预定次数Cb时，如上所述设定EPS固定标记，并且继续EPS控制。通过这样操作，当该系统判断存在电池损耗的可能性时，控制可被固定在具有低电力消耗的EPS控制。因此，安全性可得到保证，并且由于控制状态的频繁切换导致的任何不舒适感可得以抑制。

根据图示实施例，当电源供给能力下降量Vd等于或大于第一阈值V1时，该系统从SBW控制向EPS控制切换，并且当电源供给能力下降量Vd等于或小于第二阈值V2并且持续了延迟时间TeS的这样一段时间时，该系统从EPS控制切换回SBW控制。但是，可允许的是：当电源供给能力下降量Vd等于或大于第一阈值V1时，该系统仅从SBW控制切换到EPS控制。本发明的转向控制装置包括任何这样的实施例：即，在线传控制期间，当估算的电源供给能力下降到设定值或设定值以下时切换到转向辅助控制。

在图示实施例中，第一阈值V1和第二阈值V2建立有如下关系：即，V1＞V2，第一阈值V1是从SBW控制向EPS控制切换的阈值，第二阈值V2是从EPS控制向SBW控制切换的阈值。但是，例如，从SBW控制向EPS控制切换的阈值和从EPS控制向SBW控制切换的阈值可以具有V1＝V2的关系，这样，可以仅设置一个阈值，并且延迟时间TeS相比图示实施例可被设置为较长时间。或者，例如，它可以通过具有两组各自的阈值来实现：从SBW控制向EPS控制切换的阈值和从EPS控制向SBW控制切换的阈值，并且两个阈值之间的滞后宽度可用于设置切换延迟。

在图示实施例中，根据转向状态、控制状态和其它系统的状态，设置第一阈值V1、第二阈值V2和从EPS控制返回到SBW控制的延迟时间TeS。但是，本发明转向控制装置可扩展到这样的实施例：即，其具有可变值或具有预先设定的常数，该可变值使用除结合图示实施例所公开参数之外的参数。

已公开的转向控制装置应用到线传转向系统，该线传转向系统利用机械备用系统和备用离合器作为备用装置。但是，它可应用到除图示实施例之外的线传转向系统，只要它是具有如下备用装置的系统即可，该备用装置允许在转向部分和转向从动部分之间实现机械连接和分离。

因此，当本发明转向控制装置结合其特定具体实施例进行图示和描述时，其是为了说明而非为了限制，并且所附权利要求书应该如现有技术所允许地解释为宽的广义范围。

Claims (12)

1.一种转向控制装置，在该转向控制装置中，具有电动转向反作用力致动器的转向部分与具有电动转向从动部分致动器的转向从动部分经由备用装置可机械地分离和连接，并且该转向控制装置包括：

线传转向控制装置，用于与备用装置断开连接，并且利用转向从动部分致动器的控制和转向反作用力致动器的控制来进行线传转向控制，转向从动部分致动器的控制对应于转向状态设定转向角，转向反作用力致动器的控制对应于转向从动状态施加转向反作用力；

转向辅助控制装置，用于与备用装置连接，并且利用转向反作用力致动器和转向从动部分致动器中的至少一个致动器，通过施加转向助力来执行转向辅助控制；

控制切换装置，用于在利用线传转向控制装置进行的线传转向控制和利用转向辅助控制装置进行的转向辅助控制之间进行切换；以及

电源供给能力估算装置，用于估算车辆的电源供给能力；并且其中

在线传转向控制期间，当电源供给能力下降到设定值或设定值以下时，控制切换装置有选择地切换到转向辅助控制。

2.如权利要求1所述的转向控制装置，包括：

第一阈值设定装置，用于设定从线传转向控制向转向辅助控制切换的第一阈值；以及

第二阈值设定装置，用于设定从转向辅助控制向线传转向控制切换的第二阈值；并且其中

在线传转向控制期间，当电源供给能力下降量变为等于或大于第一阈值时，控制切换装置有选择地切换到转向辅助控制；并且在转向辅助控制期间，当电源供给能力下降量变为等于或小于第二阈值时，切换回到线传转向控制，该第二阈值等于或小于第一阈值。

3.如权利要求2所述的转向控制装置，包括转向状态指标值检测装置，该转向状态指标值检测装置用于检测转向状态指标值，该转向状态指标值反映从预定时间前起的转向部分的转向状态；并且其中

当转向状态指标值变大时，第一阈值设定装置有选择地设定较小的第一阈值。

4.如权利要求2所述的转向控制装置，包括转向状态指标值检测装置，该转向状态指标值检测装置用于检测转向状态指标值，该转向状态指标值反映从预定时间前起的转向部分的转向状态；并且其中

当转向状态指标值变大时，第二阈值设定装置有选择地设定较小的第二阈值。

5.如权利要求2所述的转向控制装置，包括系统操作状态检测装置，该系统操作状态检测装置用于检测车辆中除转向控制之外的电动操作系统的操作状态；并且其中

当其他电动操作系统的操作增多时，第二阈值设定装置有选择地减小第二阈值。

6.如权利要求2所述的转向控制装置，包括延迟时间设定装置，该延迟时间设定装置用于设定从转向辅助控制切换到线传转向控制的延迟时间；并且其中

在转向辅助控制期间，从电源供给能力下降量变为等于或小于第二阈值时的时刻起经过设定的延迟时间后，控制切换装置有选择地返回到线传转向控制。

7.如权利要求6所述的转向控制装置，包括电力消耗估算装置，该电力消耗估算装置用于估算线传转向控制期间的电力消耗；并且其中

当估算的电力消耗变大时，延迟时间设定装置有选择地设定较大的延迟时间。

8.如权利要求7所述的转向控制装置，包括转向状态指标值检测装置，该转向状态指标值检测装置用于检测转向状态指标值，该转向状态指标值反映从预定时间前起的转向部分的转向状态；并且其中

当转向状态指标值变大时，电力消耗估算装置有选择地估算较大的电力消耗。

9.如权利要求7所述的转向控制装置，包括转向从动部分扭矩状态指标值检测装置，该转向从动部分扭矩状态指标值检测装置用于检测转向从动部分扭矩状态指标值，该转向从动部分扭矩状态指标值反映从预定时间前起的转向从动部分的转向从动部分扭矩状态；并且其中

当转向从动部分扭矩状态指标值变大时，电力消耗估算装置有选择地估算较大的电力消耗。

10.如权利要求7所述的转向控制装置，包括电流指令值状态指标值检测装置，该电流指令值状态指标值检测装置用于检测电流指令值状态指标值，该电流指令值状态指标值反映转向辅助控制期间从预定时间前起的转向从动部分致动器的电流指令值状态；并且其中

当电流指令值状态指标值变大时，电力消耗估算装置有选择地估算较大的电力消耗。

11.如权利要求1所述的转向控制装置，包括多个控制切换次数检测装置，该控制切换次数检测装置用于检测在线传转向控制和转向辅助控制之间的切换次数；并且其中

当预定时间段内的控制切换次数达到预定次数或预定次数以上时，控制切换装置有选择地继续转向辅助控制。

12.一种转向控制装置，在该转向控制装置中，具有电动转向反作用力致动器的转向部分与具有电动转向从动部分致动器的转向从动部分经由备用装置可机械地分离和连接，并且该转向控制装置包括：

线传转向控制装置，用于与备用装置断开连接，并且利用转向从动部分致动器的控制和转向反作用力致动器的控制来进行线传转向控制，转向从动部分致动器的控制对应于转向状态设定转向角，转向反作用力致动器的控制对应于转向从动状态施加转向反作用力；

转向辅助控制装置，用于与备用装置连接，并且利用转向反作用力致动器和转向从动部分致动器中的至少一个致动器，通过施加转向助力来执行转向辅助控制；并且其中

有选择地估算车辆的电源供给能力，并且在线传转向控制期间，如果估算的电源供给能力达到预定值或预定值以下时，则转向切换到转向辅助控制。

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