转向控制装置及转向系统的制作方法
【专利说明】转向控制装置及转向系统
[0001]在2014年3月20日提出的日本专利申请2014-059201的说明书、附图及摘要作为参照而包含于此。
技术领域
[0002]本发明涉及在转向装置的转向控制中反映驾驶员的转向操作的想法的转向控制
目.ο
【背景技术】
[0003]在下述的日本特开2004-175122中公开了如下的技术:根据对转角的时间微分值(转向角速度)与转向扭矩之积进行累计而得到的功来检测驾驶员对方向盘的操作状态(是转向状态，是撒手状态，还是保舵状态等)，使用该检测结果来进行转向控制。
[0004]上述日本特开2004-175122的技术通过这样的转向控制而在该转向控制中反映了驾驶员的转向操作的想法，但是对于车辆的转向特性未作充分考虑。因此，在该技术中，驾驶员无法得到与车辆的转向特性对应的转向感，有可能未在转向控制中充分反映驾驶员的想法。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种能够实施反映了驾驶员的想法的转向控制的转向控制装置。
[0006]本发明的第一方式涉及转向控制装置。所述转向控制装置的特征在于，包括:转角检测部，检测驾驶员对方向盘的转向操作时的转角；校正转角算出部，算出根据车辆的转向特性对由所述转角检测部检测到的所述转角进行非线性校正后的校正转角；第一转向参数算出部，算出所述转向操作时的转向角速度与转向扭矩之积作为第一转向参数；第二转向参数算出部，算出所述校正转角与所述转向操作时的所述转向扭矩的时间微分值之积作为第二转向参数；转向功率算出部，基于所述第一转向参数和所述第二转向参数，算出表示驾驶员对所述方向盘的转向方式的转向功率；及控制量算出部，基于所述转向功率，算出转向装置的促动器的目标控制量。
[0007]在上述方式中，可以的是，所述校正转角算出部在检测到的所述转角的绝对值大于第一角度的情况下，与该转角的绝对值为该第一角度以下的情况相比，减小与所述转角的每单位时间的变化量相对的所述校正转角的每单位时间的变化量。
[0008]在上述方式中，可以的是，所述校正转角算出部在检测到的所述转角的绝对值大于第一角度的情况下，使所述校正转角恒定为所述第一角度的校正转角。
[0009]在上述方式中，可以的是，所述校正转角算出部在检测到的所述转角的绝对值为比所述第一角度小的第二角度以下的情况下，与大于该第二角度且为该第一角度以下的情况相比，减小与所述转角的每单位时间的变化量相对的所述校正转角的每单位时间的变化量。
[0010]在上述方式中，可以的是，所述校正转角算出部将相对于所述转角的转向轮的转向角的变化特性或相对于该转角的向转向轮的转向力的变化特性加入考虑，来算出所述校正转角。
[0011]本发明的第二方式涉及转向系统。所述转向系统包括:转角检测部，检测方向盘的转角；转向扭矩检测部，检测所述方向盘的转向扭矩；ECU，通过对所述转角非线性地进行校正来算出校正转角，并且算出所述转角的角速度与所述转向扭矩之积即第一转向参数，算出所述校正转角与所述转向扭矩的时间微分值之积即第二转向参数，算出基于所述第一转向参数和所述第二转向参数的转向功率，基于所述转向功率算出目标控制量；及转向辅助部，基于所述目标控制量使所述方向盘产生旋转扭矩。
[0012]在上述第二方式中，可以的是，所述ECU在所述转角的绝对值大于第一角度的情况下，与该转角的绝对值为所述第一角度以下的情况相比，通过以使与所述转角的每单位时间的变化量相对的所述校正转角的每单位时间的变化量减小的方式进行校正，来算出所述校正转角。
[0013]本发明的转向控制装置及转向系统基于转向功率来算出转向装置的促动器(转向辅助部)的目标控制量，因此能够实施反映了驾驶员的转向操作的想法的控制。
【附图说明】
[0014]以下将参照附图描述本发明的实施例的特征、优点以及技术上和工业上的意义，附图中相同的标号表示相同的构件，其中，
[0015]图1是表示适用本发明的转向控制装置的转向装置的一例的图。
[0016]图2是说明转向E⑶的运算处理的图。
[0017]图3是表示转角与校正转角的对应关系映射的一例的图。
[0018]图4是表示转角与校正转角的对应关系映射的一例的图。
[0019]图5是表示转角与校正转角的对应关系映射的一例的图。
[0020]图6是表示转角与校正转角的对应关系映射的一例的图。
[0021]图7是表示转向特性参数与特性可变增益的对应关系映射的一例的图。
【具体实施方式】
[0022]以下，基于附图，详细说明本发明的转向控制装置的实施例。需要说明的是，本发明并不由该实施例限定。
[0023]基于图1至图4，说明本发明的转向控制装置的实施例。
[0024]本实施例的转向控制装置具备进行与后述的转向控制相关的运算处理的电子控制装置(以下，称为“转向ECU”)1(图1)。
[0025]关于该转向E⑶I的控制对象即转向装置10，与转向装置20 —起进行说明。
[0026]转向装置10具备方向盘11和与该方向盘11连结的旋转轴(以下，称为“转向轴”)12，将该转向轴12的旋转扭矩向转向装置20传递。
[0027]该转向装置20以与驾驶员对方向盘11的转角Θ s对应的转向角使转向轮W转向。该转向装置20具备将从转向装置10传递的旋转扭矩转换成转向力(轴力)的齿轮机构21。例如，该齿轮机构21是基于未图示的齿条齿轮、齠轮的所谓齿条&齠轮机构。该齿轮机构21经由左右各自的系杆22将转向力向转向轮W传递，由此使该转向轮W转向。
[0028]本实施例的转向装置10构成作为对驾驶员的转向操作进行辅助的电动助力转向(EPS:ElectronicPowerSteering)装置。例如，在该转向装置10中，作为与该辅助相关的转向控制，实施辅助控制、减振控制等。该辅助控制、减振控制通过转向辅助部13产生的扭矩来实施。
[0029]该转向辅助部13被设置作为转向装置10的促动器，具备电动机13a和减速机13b。减速机13b例如由2个齿轮构成，一方的齿轮固定于同心的转向轴12，另一方的齿轮固定于电动机13a的输出轴。该转向辅助部13经由减速机13b而将电动机13a的输出扭矩向转向轴12传递，由此使该转向轴12产生扭矩。即，转向辅助部13使与转向轴12连结的方向盘11产生旋转扭矩。该电动机13a的动作由转向ECUl的辅助控制部控制。
[0030]辅助控制是如下控制:使与驾驶员的转向方向(转向轴12的旋转方向)相同方向的转向辅助扭矩作用于转向轴12，由此减轻驾驶员对方向盘11的操作力。
[0031]在此，要返回中立位置(转向角O)的力(自动回正扭矩产生的复原力或路面反力等)作用于转向状态的转向轮W。并且，该力作为将转向操作时的方向盘11压回的方向的力发挥作用。因此，仅使转向辅助扭矩作用的话，在方向盘11的返回操作时，返回感增强，方向盘11的收敛性(使方向盘11向中立位置收敛的性质)可能会下降。因此，该转向装置10与辅助控制一起实施减振控制。
[0032]减振控制是如下控制:产生对转向装置10的粘性特性所对应的衰减进行模擬的减振力，通过该减振力来抑制方向盘11的转向角速度0S’。即，该减振控制通过产生这样的减振力，来实现方向盘11的收敛性的确保、转向操作时的手感(返回感)的赋予。
[0033]转向ECUl具备辅助量算出部、减振量算出部、控制量算出部。
[0034]辅助量算出部算出辅助控制中的基本辅助控制量。该基本辅助控制量是转向辅助扭矩的基准值，基于转向操作时的对方向盘11的转向扭矩Ts和车速V来算出。该转向扭矩Ts由扭矩检测部31检测。扭矩检测部31是配置在转向轴12上的例如解析传感器等，能够检测扭矩的大小和扭矩相对于方向盘11的中立位置的朝向。而且，车速V由车速检测部32检测。车速检测部32利用例如对动力传递装置(图示省略)中的变速机的输出轴的旋转进行检测的旋转传感器、对车轮速度进行检测的车轮速传感器等。
[0035]减振量算出部算出用于校正基本辅助控制量的减振控制中的减振补偿量Τω。该减振补偿量Τω是与减振力的目标值对应的目标衰减扭矩，基于转向操作时的转向角速度Θ s’和车速V来算出。该转向角速度Θ s’是由转角检测部33检测到的转向操作时的转角Θ s的时间微分值。转角检测部33是检测转向轴12的旋转角作为转角Θ s的角度传感器，能够检测角度和相对于方向盘11的中立位置的转向方向。需要说明的是，转向角速度0 s’也可以由转向角速度检测部检测。具体而言，减振量算出部算出转向操作时的转向角速度Θ S越大而越能够抑制该转向角速度Θ s(即越能够阻碍方向盘11的旋转)的减振补偿量Τω (图2)。
[0036]控制量算出部算出基本辅助控制量与减振补偿量Τω之和，并将该和作为使转向轴12产生的扭矩的目标控制量。该目标控制量是使转向轴12产生的目标辅助扭矩(=转向辅助扭矩的基准值+目标衰减扭矩)，是利用减振补偿量T ω对基本辅助控制量进行校正而得到的。
[0037]辅助控制部基于该目标控制量来控制电动机13a，使转向轴12产生目标辅助扭矩，由此实施辅助控制和减振控制。由此，在该转向装置10中，驾驶员越使方向盘11快速地旋转，而且，通过自动回正扭矩等越使转向轮W快速地返回中立位置(方向盘11越快速地返回中立位置)，越抑制其动作，因此方向盘11的收敛性提高。
[0038]然而，驾驶员的转向操作大体可以分为主动转向和被动转向这2个方式。该主动转向是驾驶员有意而积极(主动地)进行的转向方式。而且，被动转向是主动转向以外的转向方式。具体而言，是对应于自动回正扭矩产生的复原力等向方向盘11的传