车辆用转轮控制装置和车辆用转轮控制方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种利用将驾驶员操作的操作部与使转向轮转向的转向部机械地分离的线控转向系统的车辆用转轮控制装置和车辆用转轮控制方法。
【背景技术】
[0002]以往，存在如下的转轮控制装置:在将方向盘(steering wheel)与转向轮之间的扭矩传递路径机械地分离的状态下，对转向马达进行驱动控制，使转向轮转向成与方向盘的操作相应的角度(目标转向角)。
[0003]这样的转轮控制装置一般是形成被称为线控转向(SBW)的系统(SBW系统)的装置，例如有专利文献I所记载的装置。在该SBW系统中，根据方向盘的转轮角计算前轮的目标转向角，来控制转向马达，并且根据计算出的目标转向角控制反作用力马达。
[0004]专利文献1:日本特开2011-5933号公报
【发明内容】
[0005]发明要解决的问题
[0006]在上述专利文献I所记载的技术中，在为了实现偏转增加操作时的目标响应而使转向角的相位相对于转轮角的相位超前的情况下，在偏转返回操作时，由于相位超前的过剩效果而导致给驾驶员带来不自然感。
[0007]因此，本发明的课题在于提供一种能够实现理想的转轮感的车辆用转轮控制装置和车辆用转轮控制方法。
_8] 用于解决问题的方案
[0009]为了解决上述课题，本发明的一个方式是在检测出由驾驶员对方向盘进行的偏转返回操作时，与检测出由驾驶员对方向盘进行的偏转增加操作时相比降低针对转轮输入的转向输出的响应性。
[0010]发明的效果
[0011 ] 根据本发明，在转向控制中，与偏转增加操作时的转向响应相比能够使偏转返回操作时的转向响应延迟。因而，能够实现在偏转增加操作中无响应延迟而在偏转返回操作中方向盘自然地返回这样的理想的转轮感。
【附图说明】
[0012]图1是具备本实施方式的车辆用转轮装置的车辆的整体结构图。
[0013]图2是转向控制和反作用力控制的控制框图。
[0014]图3是微分转向对应关系的例子。
[0015]图4是说明本实施方式的动作的图。
[0016]图5是表示转向控制的其它例子的控制框图。
【具体实施方式】
[0017]下面，根据附图来说明本发明的实施方式。
[0018](第一实施方式)
[0019](结构)
[0020]图1是具备本实施方式的车辆用转轮装置的车辆的整体结构图。该车辆用转轮装置是将方向盘I与使前轮(转向轮)2转向的转向机构3机械地断开的所谓的线控转向(SBff)系统。
[0021]该车辆具备反作用力马达5。反作用力马达5设置于支承方向盘I的柱轴4上。另外，该车辆具备旋转角传感器6、转轮扭矩传感器7以及反作用力马达角度传感器8。旋转角传感器6检测柱轴4的旋转角。转轮扭矩传感器7基于柱轴4的扭转角检测转轮扭矩。反作用力马达角度传感器8检测反作用力马达5的旋转角度。
[0022]该车辆还具备第一、第二转向马达9a、9b。第一、第二转向马达9a、9b设置在转向机构3中，对小齿轮轴13a、13b分别施加使前轮2转向的转向扭矩。
[0023]另外，该车辆具备第一、第二转向马达角度传感器10a、10b以及第一、第二轮胎横向力传感器12a、12b。第一、第二转向马达角度传感器10a、1b检测第一、第二转向马达9a、9b的旋转角度作为前轮2相对于直行状态的旋转角即转向角。第一、第二轮胎横向力传感器12a、12b检测从前轮2向齿条11的轴方向输入的力作为前轮2的横向力。此外，第一转向马达9a经由小齿轮轴13a和齿条11与前轮2机械地连接，第二转向马达9b经由小齿轮轴13b和齿条11与前轮2机械地连接。因此，能够通过检测第一、第二转向马达9a、9b的旋转角度来检测前轮2的转向角。
[0024]第一、第二、第三控制器14、15、16控制反作用力马达5和第一、第二转向马达9a、9b ο
[0025]第二控制器15被输入来自旋转角传感器6的柱轴旋转角、来自转轮扭矩传感器7的转轮扭矩、来自反作用力马达角度传感器8的反作用力马达角度以及来自第一、第二轮胎横向力传感器12a、12b的轮胎横向力。另外，第二控制器15还经由未图示的CAN通信线路被输入车轮速度等车辆信息。
[0026]而且，第二控制器15根据来自反作用力马达角度传感器8的反作用力马达角度、来自CAN通信线路的车速生成前轮2的目标转向角，并将其发送至第一、第三控制器14、16。第一控制器14向第一转向马达9a输出用于消除从第二控制器15输入的目标转向角与第一转向马达角度传感器1a所检测出的前轮2的实际转向角之间的偏差的指示电流，来控制转向角。第三控制器16向第二转向马达9b输出用于消除从第二控制器15输入的目标转向角与第二转向马达角度传感器1b所检测出的前轮2的实际转向角之间的偏差的指示电流，来控制转向角。
[0027]另外，第二控制器15根据来自反作用力马达角度传感器8的反作用力马达角度、来自第一、第二轮胎横向力传感器12a、12b的轮胎横向力、第一、第二转向马达9a、9b的电流值以及来自CAN通信线路的车速，生成对方向盘I施加的目标转轮反作用力。而且，第二控制器15向反作用力马达5输出用于消除基于所生成的目标转轮反作用力的目标电流与由检测供给至反作用力马达5的电流的电流传感器(未图示)检测出的实际电流之间的偏差的指示电流，来控制转轮反作用力。
[0028]第一、第二、第三控制器14、15、16被从电池17供给电源。另外，第一、第二、第三控制器14、15、16经由通信线路18彼此共享输入输出信息。即使在第二控制器15发生了故障的情况下，也能够通过余下的第一、第三控制器14、16的一方生成目标转向角和目标转轮反作用力，来通过这两个第一、第三控制器14、16继续进行第一、第二转向马达9a、9b以及反作用力马达5的控制。
[0029]第二控制器15在第一、第二转向马达9a、9b两方都发生了故障的情况下、或者在反作用力马达5发生了故障的情况下，通过备用离合器等来将柱轴4和小齿轮轴13机械地连结。由此，驾驶员能够进行手动转轮。
[0030]此外，第二控制器15在点火开关接通时，根据旋转角传感器6所检测出的柱轴旋转角，使柱轴4的旋转角度与空挡位置(对应于转向角为零的位置)一致。
[0031]图2是本实施方式的转向控制的控制框图。
[0032]下面，为了简化说明，除了需要对各个分别进行说明的情况以外，将第一、第二转向马达9a、9b称为转向马达9，将第一、第二转向马达角度传感器10a、1b称为转向马达角度传感器10，将第一、第二、第三控制器14、15、16称为控制器15。
[0033]控制器15具备转向控制部19和转轮反作用力控制部20。
[0034]转向控制部19具有目标转向角生成部19a和马达驱动部19b。
[0035]目标转向角生成部19a具有稳定转向控制量运算部19aa、转轮角速度运算部19ab、偏转增加/偏转返回判定部19ac、微分转向控制量运算部19ad、增益乘法部19ae以及加法部19af。
[0036]稳定转向控制量运算部19aa运算与转轮角相应的控制量即稳定转向控制量。根据作为驾驶员对方向盘I的输入角度的转轮角和车速，参照可变齿轮比对应关系来计算稳定转向控制量。
[0037