CN101868396B - 车辆的转向控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于可以降低由于能够由电动动力转向装置产生的转向辅助力比对电动动力转向装置要求的转向辅助力低而成为辅助中断的状态的可能性。包括：电动式的动力转向装置；转向比可变装置，通过相对于由驾驶者的转向操作驱动的输入部件相对地驱动输出部件来改变转向比；以及控制装置，控制转向比可变装置；控制装置对基于转向比可变装置的输出部件相对于输入部件的相对驱动速度的大小进行控制，使得在动力转向装置能够产生所需的转向辅助力的转向轮的转动驱动速度范围的最大值和转向轮的实际的转向驱动速度之差的大小小时，与转向驱动速度之差的大小大时相比，所述相对驱动速度的大小。

Description

车辆的转向控制装置

技术领域

本发明涉及车辆的转向控制装置，更详细地说涉及包括产生转向辅助力的电动式的动力转向装置以及改变转向比的转向比可变装置的车辆的转向控制装置，所述转向比是转向轮的转向角改变运动量相对于驾驶者的转向操作量之比。

背景技术

作为汽车等车辆的转向控制装置之一，公知有以下的转向控制装置，该转向控制装置包括：电动式动力转向装置，产生用于对转向轮进行转向驱动的转向辅助力；以及电动式转向比可变装置，相对于通过驾驶者的转向操作而被驱动的输入部件相对地驱动输出部件，由此来改变转向比。

另外，例如如日本专利文献特开2001-287657号公报所记载的那样，已知有以下情况：向动力转向装置以及转向比可变装置供应电力的电源是共用的，一旦电源电压小于等于预定值，则减小转向比并停止转向比可变装置，以防止动力转向装置以及转向比可变装置由于电源电压的下降而无法动作。

一般来说，电动式动力转向装置能够产生的转向辅助力(辅助转矩)是有限的，并且转向轮的转向驱动速度越高，该转向辅助力越小。换言之，电动式动力转向装置能够产生对该电动式动力转向装置要求的转向辅助力的转向轮的转向驱动速度的最大值随着转向辅助力越高而越小。

因此，即使是在电源电压比预定值足够高的情况下，如果转向轮的转向驱动速度由于输出部件相对于输入部件被转向比可变装置大大地增速驱动或者驾驶者进行非常快的转向操作而变高，则有可能成为不能产生需要的转向辅助力的所谓辅助中断的状态。即，由于转向轮的转向驱动速度变高，对动力转向装置要求的转向辅助力有可能相对地比能够由动力转向装置产生的转向辅助力高。

另外，辅助中断的问题不但是在转向轮的转向驱动速度上升的情况下，在对动力转向装置要求的转向辅助力上升的情况下也会发生。另外，即使是在电源电压比预定值足够高的情况下也会发生辅助中断的问题。因此，在上述专利文献1所记载的转向控制装置中，即使将电源电压的预定值设定得高，也无法解决伴随着上述转向轮的转向驱动速度的上升而产生的辅助中断的问题。

另外，如果使用能够产生高的转向辅助力的动力转向装置，则即使转向轮的转向驱动速度或者被要求的转向辅助力变高，也能够降低产生辅助中断的状态的可能性。但是，在该情况下，需要大型的动力转向装置，并且也需要电压高且大容量的电源。因此，无法避免转向控制装置的大型化和高成本化，并且转向控制装置的车辆搭载性会下降。

发明内容

本发明的主要目的在于，当由于转向轮的转向驱动速度或者对动力转向装置要求的转向辅助力变高，对动力转向装置要求的转向辅助力有可能相对地比能够由动力转向装置产生的转向辅助力高时，通过修正转向比可变装置的控制量以使转向轮的转向驱动速度不会过大，从而可以降低由于能够由动力转向装置产生的转向辅助力比对动力转向装置要求的转向辅助力低而成为辅助中断的状态的可能性。

根据本发明，提供一种车辆的转向控制装置，包括：电动式的动力转向装置，产生用于对转向轮进行转向驱动的转向辅助力；转向比可变装置，通过相对于由驾驶者的转向操作而驱动的输入部件相对地驱动输出部件来改变转向比，该转向比是转向轮的转向角改变运动量与驾驶者的转向操作量之比；以及控制单元，控制转向比可变装置；当从驾驶者的转向操作的传递路径观察时，转向比可变装置被配置在比动力转向装置靠输入部件的一侧，所述车辆的转向控制装置的特征在于，控制单元对基于转向比可变装置的、输出部件相对于输入部件的相对驱动速度的大小进行控制，使得在动力转向装置所需要的电力高时，与动力转向装置所需要的电力低时相比，减小所述相对驱动速度的大小。

根据该结构，基于转向比可变装置的输出部件相对于输入部件的相对驱动速度的大小在动力转向装置所需要的电力高时比在动力转向装置所需要的电力低时小。因此，能够降低转向轮的转向驱动速度，提高能够由动力转向装置产生的转向辅助力，由此能够有效地降低能够由于动力转向装置产生的转向辅助力低于对动力转向装置要求的转向辅助力而成为辅助中断的状态的可能性。

在上述结构中，可以采用以下方式：控制单元对基于转向比可变装置的、输出部件相对于输入部件的相对驱动速度的大小进行控制，使得在动力转向装置能够产生所需的转向辅助力的转向轮的转向驱动速度中的最大值和转向轮的实际的转向驱动速度之差的大小小时，与转向驱动速度之差的大小大时相比，减小所述相对驱动速度的大小。

根据该结构，基于转向比可变装置的输出部件相对于输入部件的相对驱动速度的大小在动力转向装置能够产生所需的转向辅助力的转向轮的转向驱动速度中的最大值和转向轮的实际的转向驱动速度之差的大小小时比在转向驱动速度之差的大小大时小。因此，与相对驱动速度的大小不被减小的情况相比，能够可靠地降低转向轮的转向驱动速度，由此能够可靠地降低能够由动力转向装置产生的转向辅助力由于诸如紧急规避转向时那样转向轮的转向驱动速度变高而变得比对动力转向装置要求的转向辅助力低，从而导致辅助中断的状态的可能性。

在上述结构中，可以采用以下方式：控制单元设定所述相对驱动速度的限制值以使得该限制值在转向驱动速度之差的大小小时比在转向驱动速度之差的大小大时小，当基于转向比可变装置的相对驱动速度的大小超过限制值时，控制单元将相对驱动速度的大小限制为限制值，而当基于转向比可变装置的相对驱动速度的大小小于等于限制值时，控制单元不限制相对驱动速度的大小。

根据该结构，控制单元按照相对驱动速度的限制值在转向驱动速度之差的大小小时比在转向驱动速度之差的大小大时小的方式设定相对驱动速度的限制值，当基于转向比可变装置的相对驱动速度的大小超过限制值时，相对驱动速度的大小被限制为限制值。因此，能够可靠地防止基于转向比可变装置的相对驱动速度的大小超过限制值，由此能够可靠地防止能够由动力转向装置产生的转向辅助力由于转向轮的转向驱动速度变高而变得比对动力转向装置要求的转向辅助力低，从而导致辅助中断的状态。

另外，在上述结构中，可以采用以下方式：控制单元对基于转向比可变装置的、输出部件相对于输入部件的相对驱动速度的大小进行控制，使得在转向轮以所需的转向驱动速度被转向时动力转向装置能够产生的转向辅助力中的最大值和动力转向装置的实际的转向辅助力之差的大小小时，与转向辅助力之差的大小大时相比，减小所述相对驱动速度的大小。

根据该结构，基于转向比可变装置的输出部件相对于输入部件的相对驱动速度的大小在转向轮以所需的转向驱动速度被转向时动力转向装置能够产生的转向辅助力中的最大值和动力转向装置的实际的转向辅助力之差的大小小时比在转向辅助力之差的大小大时小。因此，与相对驱动速度的大小不被减小的情况相比，能够可靠地降低转向轮的转向驱动速度，由此能够可靠地降低能够由动力转向装置产生的转向辅助力由于如静态转向时那样对动力转向装置要求的转向辅助力变高而变得比对动力转向装置要求的转向辅助力低，从而导致辅助中断的状态的可能性。

另外，在上述结构中，可以采用以下方式：控制单元设定所述相对驱动速度的限制值以使得该限制值在转向辅助力之差的大小小时比在转向辅助力之差的大小大时小，当基于转向比可变装置的相对驱动速度的大小超过限制值时，控制单元将相对驱动速度的大小限制为限制值，而当基于转向比可变装置的相对驱动速度的大小小于等于限制值时，控制单元不限制相对驱动速度的大小。

根据该结构，按照相对驱动速度的限制值在转向辅助力之差的大小小时比在转向辅助力之差的大小大时小的方式设定相对驱动速度的限制值，当基于转向比可变装置的相对驱动速度的大小超过限制值时，将相对驱动速度的大小限制为限制值。因此，能够可靠地防止基于转向比可变装置的相对驱动速度的大小超过限制值，由此能够可靠地防止能够由动力转向装置产生的转向辅助力由于对动力转向装置要求的转向辅助力变高而变得比对动力转向装置要求的转向辅助力低，从而导致辅助中断的状态。

在上述结构中，可以采用以下方式：控制单元设定所述相对驱动速度的第一限制值以使得该第一限制值在动力转向装置能够产生所需的转向辅助力的转向轮的转向驱动速度中的最大值和转向轮的实际的转向驱动速度之差的大小小时比在转向驱动速度之差的大小大时小，并且控制单元设定所述相对驱动速度的第二限制值以使得该第二限制值在转向轮以所需的转向驱动速度被转向时动力转向装置能够产生的转向辅助力中的最大值和动力转向装置的实际的转向辅助力之差的大小小时比在转向辅助力之差的大小大时小，控制单元将第一限制值和第二限制值中较小的值设定为最终的限制值，当基于转向比可变装置的相对驱动速度的大小超过最终的限制值时，控制单元将相对驱动速度的大小限制为最终的限制值，而当基于转向比可变装置的相对驱动速度的大小小于等于最终的限制值时，控制单元不限制相对驱动速度的大小。

根据该结构，按照最终的限制值在动力转向装置能够产生所需的转向辅助力的转向轮的转向驱动速度中的最大值和转向轮的实际的转向驱动速度之差的大小小时比在转向驱动速度之差的大小大时小的方式、并且按照最终的限制值在转向轮以所需的转向驱动速度被转向时动力转向装置能够产生的转向辅助力中的最大值和动力转向装置的实际的转向辅助力之差的大小小时比在转向辅助力之差的大小大时小的方式设定最终的限制值，当基于转向比可变装置的相对驱动速度的大小超过限制值时，相对驱动速度的大小被限制为限制值。

因此，能够可靠地防止基于转向比可变装置的相对驱动速度的大小超过最终的限制值，由此能够可靠地防止能够由动力转向装置产生的转向辅助力由于如紧急规避转向时那样转向轮的转向驱动速度变高或者如静态转向时那样对动力转向装置要求的转向辅助力变高而变得比对动力转向装置要求的转向辅助力低，从而导致辅助中断的状态。

另外，根据上述结构，当基于转向比可变装置的相对驱动速度的大小小于等于最终的限制值时，相对驱动速度的大小不被限制，因此能够可靠地防止在不可能由于转向轮的转向驱动速度变高或者对动力转向装置要求的转向辅助力变高而导致辅助中断的状态的情况下相对驱动速度的大小被不必要地限制以及由此引起的转向比可变装置对转向比的控制被不必要地限制。

另外，在上述结构中，可以采用以下的方式：动力转向装置使用从电源供应的电能而动作，控制单元使相对驱动速度的大小的减小程度在电源能够供应的电能低时与电源能够供应的电能高时相比增大。

一般来说，从转向轮的任意的转向驱动速度来看，电动动力转向装置能够产生的转向辅助力的最大值在电源能够供应的电能低时比在电源能够供应的电能高时小。因此，能够由动力转向装置产生的转向辅助力有可能会由于电源能够供应的电能下降而比对动力转向装置要求的转向辅助力低。因此，为了也可以降低由于电源能够供应的电能下降而引起的辅助中断的可能性，优选降低基于转向比可变装置的相对驱动速度的大小，以使转向轮的转向驱动速度的大小在电源能够供应的电能低时比在电源能够供应的电能高时低。

根据上述结构，相对驱动速度的大小的减小程度在电源能够供应的电能低时与电源能够供应的电能高时相比增大。因此，能够使相对驱动速度的大小在电源能够供应的电能低、动力转向装置能够产生的转向辅助力小时比在电源能够供应的电能高、动力转向装置能够产生的转向辅助力大时可靠地减小。因此，不管电源能够供应的电能如何变动，均能够可靠地降低发生辅助中断的可能性。

另外，在上述结构中，可以采用以下方式：控制单元使相对驱动速度的大小的减小程度在转向轮的转向角的大小大时与转向轮的转向角的大小小时相比增大。

一般来说，转向轮的转向角的大小越大，电动动力转向装置的负荷由于转向轮的自动回正力矩而变高，因此对电动动力转向装置要求的辅助转矩变高，电动动力转向装置所需要的电力变高。因此，转向轮的转向角的大小越大，越容易发生辅助中断。

根据上述结构，减小相对驱动速度的大小的程度在转向轮的转向角的大小大时比在转向轮的转向角的大小小时大，因此能够在电动动力转向装置所需要的电力高时可靠地降低转向轮的转向速度。因此，能够提高动力转向装置能够产生的转向辅助力，由此能够有效地防止电动动力转向装置所需要的电力变高的情况下的辅助中断。

另外，在上述结构中，可以采用以下方式：控制单元获取路面的摩擦系数的信息，并使相对驱动速度的大小的减小程度在路面的摩擦系数低时与路面的摩擦系数高时相比减小。

一般来说，转向轮被转向时的电动动力转向装置的负荷根据路面的摩擦系数而不同，路面的摩擦系数越低，电动动力转向装置的负荷越低，因此电动动力转向装置所需要的电力也变低。

根据上述结构，减小相对驱动速度的大小的程度在路面的摩擦系数低时比在路面的摩擦系数高时小，因此能够有效地防止在路面的摩擦系数高的情况下电动动力转向装置的负荷变高时的辅助中断，并且能够有效地防止在路面的摩擦系数低的情况下基于转向比可变装置的相对驱动速度的大小被不必要地减小，转向轮的转向驱动速度被不必要地降低。

另外，在上述结构中，可以采用以下方式：动力转向装置使用从电源供应的电能而动作，控制单元使相对驱动速度的大小的减小程度在改变车辆的行进方向的紧急度高时比在改变车辆的行进方向的紧急度低时小，并且限制使用从电源供应的电能而动作的其他的装置的输出。

根据该结构，相对驱动速度的大小的减小程度在改变车辆的行进方向的紧急度高时比在改变车辆的行进方向的紧急度低时小，因此能够抑制相对驱动速度的下降，并有效地对转向轮进行转向，由此能够有效地改变车辆的行进方向。并且，使用从电源供应的电能而动作的其他的装置的输出被限制，能够降低其他的装置对电源的电能的消耗，因此能够降低通过电源供应给动力转向装置的电能不足的可能性，由此能够有效地降低发生辅助中断的可能性。

另外，在上述结构中，可以采用以下方式：所述控制单元获取车速的信息，并使相对驱动速度的大小在车速低时比在车速高时小。

一般来说，在低车速域中从路面对转向轮的转向驱动的反力大，因此动力转向装置的转向辅助力的大小比在中高车速域中大。另外，静态转向时等进行转向轮的转向驱动角度的大小大的转向处于低车速域，因此被转向比可变装置控制的转向比在低车速域中被控制为增速的转向比。因此在低车速域中比在中高车速域中由于通过转向比可变装置对转向比进行增速控制以及动力转向装置的转向辅助力的大小变大而成为辅助中断的状态的可能性高，该可能性在车速低时比在车速高时高。

根据上述结构，获取车速的信息，并使相对驱动速度的大小在车速低时比在车速高时小，因此与不根据车速来增减相对驱动速度的大小的情况相比，能够有效地降低在动力转向装置的转向辅助力的大小比较大的情况下由于转向轮的转向驱动速度变高而成为辅助中断的状态的可能性。

另外，在上述结构中，可以采用以下方式：动力转向装置使用从电源供应的电能而动作，控制单元根据电源能够供应的电能来可变地设定限制值，使得限制值在电源能够供应的电能低时比在电源能够供应的电能高时小。

根据该结构，根据电源能够供应的电能来可变地设定限制值，使得限制值在电源能够供应的电能低时比在电源能够供应的电能高时小。因此，当电源能够供应的电能低、动力转向装置能够产生的转向辅助力小时，与当电源能够供应的电能高、动力转向装置能够产生的转向辅助力大时相比，能够可靠地减小相对驱动速度的大小。因此，不管电源能够供应的电能如何变动，均能够可靠地防止辅助中断。

另外，在上述结构中，可以采用以下方式：动力转向装置使用从电源供应的电能而动作，控制单元根据电源能够供应的电能来可变地设定第一限制值、第二限制值以及最终的限制值中的至少一个限制值，使得至少一个限制值在电源能够供应的电能低时比在电源能够供应的电能高时小。

根据该结构，根据电源能够供应的电能来可变地设定第一限制值、第二限制值以及最终的限制值中的至少一个限制值，使得至少一个限制值在电源能够供应的电能低时比在电源能够供应的电能高时小。因此，能够使相对驱动速度的大小在电源能够供应的电能低、动力转向装置能够产生的转向辅助力小时比在电源能够供应的电能高、动力转向装置能够产生的转向辅助力大时可靠地减小。因此，不管电源能够供应的电能如何变动，均能够可靠地防止辅助中断。

另外，在上述结构中，可以采用以下方式：控制单元获取车速的信息，并使限制值在车速低时比在车速高时小。

另外，在上述结构中，可以采用以下方式：控制单元获取车速的信息，并使第一限制值、第二限制值以及最终的限制值中的至少一个限制值在车速低时比在车速高时小。

根据这些结构，能够可靠地防止在不可能成为辅助中断的状态的情况下相对驱动速度的大小被不必要地限制以及由此引起的转向比可变装置对转向比的控制被不必要地限制，并且能够有效地防止由于在车速低的情况下通过转向轮以比较快的速度被转向驱动而对动力转向装置要求的转向辅助力的大小变高而成为辅助中断的状态。

另外，在上述结构中，可以采用以下方式：控制单元使相对驱动速度的大小在车速小于等于第一车速基准值且转向速度的大小大于等于第一转向速度基准值时比在车速高于第一车速基准值时或者在转向速度的大小小于第一转向速度基准值时小。

一般来说，当如静态转向时那样在车速低的情况下转向轮在大的角度范围内被比较快地转向时，由于在对动力转向装置要求的转向辅助力的大小大的情况下进一步变大而成为辅助中断的状态的可能性高。因此通过判定车速是否低且转向速度的大小是否大，能够判定辅助中断的可能性是否高。

根据上述结构，基于转向比可变装置的相对驱动速度的大小在车速小于等于第一车速基准值且转向速度的大小大于等于第一转向速度基准值、辅助中断的可能性高时比在车速高于第一车速基准值时或者在转向速度的大小小于第一转向速度基准值、辅助中断的可能性低时小。因此，能够可靠地防止在不可能成为辅助中断的状态的情况下相对驱动速度的大小被不必要地减小以及由此引起的转向比可变装置对转向比的控制被不必要地降低，并且能够有效地降低由于对动力转向装置要求的转向辅助力的大小进一步变大而成为辅助中断的状态的可能性。

另外，在上述结构中，可以采用以下方式：控制单元设定所述相对驱动速度的限制值以使得该限制值在车速小于等于第一车速基准值且转向速度的大小大于等于第一转向速度基准值时比车速高于第一车速基准值时或者转向速度的大小小于第一转向速度基准值时小，当基于转向比可变装置的相对驱动速度的大小超过限制值时，控制单元将相对驱动速度的大小限制为限制值，而当基于转向比可变装置的相对驱动速度的大小小于等于限制值时，控制单元不限制相对驱动速度的大小。

根据该结构，能够可靠地防止在不可能成为辅助中断的状态的情况下相对驱动速度的大小被不必要地限制以及由此引起的转向比可变装置对转向比的控制被不必要地限制，并且能够有效地防止由于对动力转向装置要求的转向辅助力的大小进一步变大而成为辅助中断的状态。

另外，在上述结构中，可以采用以下方式：控制单元对相对驱动速度的大小进行控制，使得在车速大于等于比第一车速基准值大的第二车速基准值且转向速度的大小大于等于比第一转向速度基准值大的第二转向速度基准值时，与车速低于第二车速基准值时或者转向速度的大小小于第二转向速度基准值时相比，减小所述相对驱动速度的大小。

一般来说，当如规避与障碍物碰撞的紧急规避转向时、尤其是用于紧急规避的转动增加转向后的转动返回转向时那样，在车速高的情况下转向轮以非常高的速度在比较大的角度范围内被转向时，动力转向装置的转向辅助力的大小小，但是由于转向轮的转向驱动速度非常高而成为辅助中断的状态的可能性高。因此，通过判定车速是否高且转向速度的大小是否非常大，能够判定辅助中断的可能性是否高。

根据上述结构，基于转向比可变装置的相对驱动速度的大小在车速大于等于比第一车速基准值大的第二车速基准值且转向速度的大小大于等于比第一转向速度基准值大的第二转向速度基准值、辅助中断的可能性高时比在车速低于第二车速基准值或者在转向速度的大小小于第二转向速度基准值、辅助中断的可能性低时小。因此，能够可靠地防止在不可能成为辅助中断的状态的情况下相对驱动速度的大小被不必要地减小以及由此引起的转向比可变装置对转向比的控制被不必要地降低，并且能够有效地降低虽然动力转向装置的转向辅助力的大小小但是由于转向轮的转向驱动速度非常高而成为辅助中断的状态的可能性。

另外，在上述结构中，可以采用以下方式：控制单元设定所述相对驱动速度的限制值以使得该限制值在车速大于等于比第一车速基准值大的第二车速基准值且转向速度的大小大于等于比第一转向速度基准值大的第二转向速度基准值时比在车速低于第二车速基准值时或者在转向速度的大小小于第二转向速度基准值时小的方式设定相对驱动速度的限制值，当基于转向比可变装置的相对驱动速度的大小超过限制值时，控制单元将相对驱动速度的大小限制为限制值，而当基于转向比可变装置的相对驱动速度的大小小于等于限制值时，控制单元不限制相对驱动速度的大小。

根据该结构，能够可靠地防止在不可能成为辅助中断的状态的情况下相对驱动速度的大小被不必要地限制以及由此引起的转向比可变装置对转向比的控制被不必要地限制，并且能够有效地防止虽然动力转向装置的转向辅助力的大小小但是由于转向轮的转向驱动速度非常高而成为辅助中断的状态。

另外，在上述结构中，可以采用以下方式：动力转向装置具有转向轮的转向驱动速度的大小越大该动力转向装置能够产生的转向辅助力的最大值越小的输出特性。

另外，在上述结构中，可以采用以下方式：转向比可变装置通过相对于由驾驶者的转向操作驱动的输入轴相对地旋转驱动输出轴来改变转向比。

另外，在上述结构中，可以采用以下方式：控制单元至少基于车速来计算目标转向齿轮比，基于目标转向齿轮比来计算输出轴的目标转向角，并相对于输入轴相对地旋转驱动输出轴，以使输出轴的转向角成为目标转向角。

另外，在上述结构中，可以采用以下方式：控制单元使输出轴相对于输入轴的相对转速的大小在转向驱动速度之差的大小小时比在转向驱动速度之差的大小大时小。

另外，在上述结构中，可以采用以下方式：动力转向装置使用从电源供应的电能而动作，控制单元根据电源能够供应的电能来修正转向驱动速度之差的大小，使得转向驱动速度之差的大小在电源能够供应的电能低时比在电源能够供应的电能高时小。

另外，在上述结构中，可以采用以下方式：控制单元基于假定为未通过转向比可变装置改变转向比的情况下的输入部件的驱动速度来推定转向轮的实际的转向驱动速度。

另外，在上述结构中，可以采用以下方式：控制单元具有存储转向辅助力和能够产生该转向辅助力的转向轮的转向驱动速度范围的最大值的关系的单元，控制单元基于动力转向装置产生的转向辅助力根据上述关系来计算转向轮的转向驱动速度范围的最大值。

另外，在上述结构中，可以采用以下方式：动力转向装置使用从电源供应的电能而动作，控制单元根据电源能够供应的电能来修正上述关系，以使上述转向轮的转向驱动速度范围的最大值在电源能够供应的电能低时比在电源能够供应的电能高时小。

另外，在上述结构中，可以采用以下方式：控制单元使输出轴相对于输入轴的相对转速的大小在转向辅助力之差的大小小时比在转向辅助力之差的大小大时小。

另外，在上述结构中，可以采用以下方式：动力转向装置使用从电源供应的电能而动作，控制单元根据电源能够供应的电能来修正转向辅助力之差的大小，以使转向辅助力之差的大小在电源能够供应的电能低时比在电源能够供应的电能高时小。

另外，在上述结构中，可以采用以下方式：控制单元具有存储转向轮的转向驱动速度和在该转向驱动速度下动力转向装置能够产生的转向辅助力的最大值的关系的单元，控制单元基于动力转向装置产生的转向辅助力、转向轮的转向驱动速度根据所述关系来计算动力转向装置能够产生的转向辅助力的最大值。

另外，在上述结构中，可以采用以下方式：动力转向装置使用从电源供应的电能而动作，控制单元根据电源能够供应的电能来修正上述关系，以使上述转向轮的转向驱动速度范围的最大值在电源能够供应的电能低时比在电源能够供应的电能高时小。

另外，在上述结构中，可以采用以下方式：电源是动力转向装置和转向比可变装置共同的电源，动力转向装置和转向比可变装置均使用从电源供应的电能而动作。

附图说明

图1是表示本发明中的车辆的转向控制装置的第一实施例的简要结构图；

图2是表示动力转向装置能够产生的转向辅助转矩的最大值和转向轮的转向驱动速度的大小之间的关系的图；

图3是表示转向转矩Ts和基本目标辅助转矩Tab之间的关系的图；

图4是表示车速V和车速系数Kv之间的关系的图；

图5是第一实施例中的转向控制装置的转向比控制装置的功能框图；

图6是详细表示图5所示的转速富余计算部的功能框图；

图7是详细表示图5所示的目标相对角度计算部、角度变化限制值计算部以及最终目标角度计算部的功能框图；

图8是表示通过图5所示的最终目标角度计算部的目标角度限制部完成的目标角度限制例程的流程图；

图9是表示本发明中的车辆的转向控制装置的第二实施例中的角度变化限制值计算部的功能框图；

图10是表示修正系数K5的设定例程的流程图；

图11是表示本发明中的车辆的转向控制装置的第三实施例中的角度变化限制值计算部的功能框图；

图12是表示修正系数K6的设定例程的前半部分的流程图；

图13是表示修正系数K6的设定例程的后半部分的流程图；

图14是本发明中的车辆的转向控制装置的第四实施例中的转向比控制装置20的功能框图；

图15是详细表示图14所示的转矩富余计算部的功能框图；

图16是详细表示图14所示的目标相对角度计算部、角度变化限制值计算部以及最终目标角度计算部的功能框图；

图17是表示作为第四实施例的修正例而构成的本发明中的车辆的转向控制装置的第五实施例中的角度变化限制值计算部的功能框图；

图18是表示作为第四实施例的修正例而构成的本发明中的车辆的转向控制装置的第六实施例中的角度变化限制值计算部的功能框图；

图19是本发明中的车辆的转向控制装置的第七实施例中的转向比控制装置20的主要部分的功能框图；

图20是详细表示图19所示的角度变化限制值计算部的功能框图；

图21是表示作为第七实施例的修正例而构成的本发明中的车辆的转向控制装置的第八实施例中的角度变化限制值计算部的功能框图；

图22是表示作为第七实施例的修正例而构成的本发明中的车辆的转向控制装置的第九实施例中的角度变化限制值计算部的功能框图；

图23是表示作为第一实施例的修正例而构成的本发明中的车辆的转向控制装置的第十实施例中的角度变化限制值计算部的功能框图；

图24是表示作为第四实施例的修正例而构成的本发明中的车辆的转向控制装置的第十一实施例中的角度变化限制值计算部的功能框图；

图25是表示作为第七实施例的修正例而构成的本发明中的车辆的转向控制装置的第十二实施例中的角度变化限制值计算部的功能框图；

图26是针对驾驶者进行非常急剧的转向操作的情况表示现有的转向控制装置以及第一实施例中的转速θpd以及辅助转矩Ta的变化的例子的说明图；

图27是针对驾驶者进行转向反力非常高的转向操作的情况表示现有的转向控制装置以及第四实施例中的转速θpd以及辅助转矩Ta的变化的例子的说明图；

图28是表示辅助转矩Ta和转速θpd之间的关系的修正例的图；

图29是表示转速富余Mpd或转矩富余Mat和角度变化限制值Δθplim之间的关系的图；

图30是表示辅助转矩Ta、最大允许转速θpdmaxa以及修正系数Kb之间的关系的图；

图31是表示最大允许辅助转矩Tamaxa、转速θpd以及修正系数Kb之间的关系的图。

具体实施方式

以下，参照附图针对几个优选的实施例来详细说明本发明。

第一实施例

图1是表示本发明中的车辆的转向控制装置的第一实施例的简要结构图。

在图1中，10整体地表示了车辆12的转向控制装置，转向控制装置10包括齿条小齿轮型的电动式动力转向装置14以及转向比可变(VGRS)装置16。动力转向装置14和转向比可变装置16分别被电动动力转向(EPS)控制装置18和转向比控制装置20控制。

另外，虽然图1未详细示出，但是电动动力转向控制装置18和转向比控制装置20分别具有CPU、ROM、RAM以及输入输出端口装置，它们也可以包括由双向性的公共母线互相连接的微型计算机和驱动电路。另外，电动动力转向控制装置18和转向比控制装置20根据需要相互进行信息的收发。

另外，在图1中，22FL和22FR分别表示车辆12的左右的前轮，22RL和22RR分别表示车辆的左右的后轮。作为转向轮的左右的前轮22FL和22FR通过动力转向装置14响应于驾驶者对转向盘24的操作而被驱动，从而经由齿条杆26以及转向横拉杆28L和28R而被转向驱动。

在图示的实施例中，动力转向装置14是齿条同轴型的电动式的动力转向装置，具有电动机32、以及将电动机32的旋转转矩变换为齿条杆26在往复运动方向上的力的例如滚珠丝杠式的变换机构34。动力转向装置14通过对壳体36相对地产生驱动齿条杆26的辅助转向力，从而产生减轻驾驶者的转向负担的辅助转向转矩。动力转向装置14具有如图2所示那样作为转向轮的左右前轮的转向驱动速度的大小越大则能够产生的转向辅助转矩的最大值越小的输出特性。

另外，能够产生的转向辅助转矩的最大值与转向轮的转向驱动速度的关系根据动力转向装置而不同，根据向动力转向装置供应电力的电源的结构也不同。另外，本发明的转向控制装置中的动力转向装置只要是电动式地动作并且具有上述输出特性的装置即可，可以是在本技术领域内公知的任意的结构。

转向盘24经由上转向轴38、转向比可变装置16、下转向轴40、以及万向联轴节42被驱动连接在动力转向装置14的小齿轮轴44上。在图示的实施例中，转向比可变装置16包括转向比可变转向驱动用的电动机46，该电动机46在壳体46A一侧与上转向轴38的下端连结，在转子46B一侧与下转向轴40的上端连结。

这样，转向比可变装置16作为通过相对于上转向轴38相对地旋转驱动下转向轴40来改变作为转向轮的左右的前轮22FL和22FR的转向角与转向盘24的转向角之比、即转向比(转向齿轮比的倒数)的转向齿轮比可变装置而发挥功能，并且根据需要也作为与驾驶者的转向无关地相对于转向盘24对左右的前轮22FL和22FR相对地进行辅助转向驱动的自动转向装置而发挥功能。

另外，在电动机46不旋转的情况下，下转向轴40不能相对于上转向轴38相对地旋转，上转向轴38和下转向轴40犹如一个转向轴那样地旋转。另外，虽然图1未示出，但是转向比可变装置16具有锁定装置，锁定装置在转向比可变装置16能够正常地动作时被维持为非动作状态，在转向比可变装置16不能正常地动作时被维持为动作状态，由此可阻止下转向轴40相对于上转向轴38相对地旋转。

在图示的实施例中，在上转向轴38上设置有检测该上转向轴的转向角作为转向角θ的转向角传感器50以及检测转向转矩Ts的转矩传感器52。在转向比可变装置16上设置有转向角传感器54，该转向角传感器54通过检测壳体46A和转子46B的相对转向角来检测下转向轴40相对于上转向轴38的相对转向角θre。转向角传感器50和转向角传感器54的输出被提供给转向比控制装置20。另外，转向角传感器54也可以被替换为检测下转向轴38的转向角θa的传感器，相对转向角θre作为转向角的差θa-θ而求出。

另外，从发动机控制装置56向转向比控制装置20输入表示发动机转速Ne的信号，从电源控制装置58向转向比控制装置20输入表示电源60的电压Vb和电源60的蓄电池的劣化度Db的信号。并且，从电动动力转向控制装置18向转向比控制装置20输入表示供应给动力转向装置14的电动机32的电流(辅助电流)Ips的信号。劣化度Db只要是根据电源的蓄电池随时间的变化等充电容量越低而越高的值即可，可以是在本技术领域内通过公知的任意要领而被计算的值。

另一方面，向电动动力转向控制装置18输入表示被转矩传感器52检测出的转向转矩Ts的信号，并且向电动动力转向控制装置18输入表示被车速传感器62检测出的车速V的信号。表示车速V的信号从电动动力转向控制装置18输出到转向比控制装置20。

电源60是动力转向装置14和转向比可变装置16共同的电源，被由交流发电机发出的电力充电，该交流发电机被未图示的发动机驱动。电动动力转向控制装置18通过控制从电源60经过自身的驱动电路供应给动力转向装置14的电动机32的驱动电流的电流值来如后面所述地控制辅助转向力。转向比控制装置20通过控制从电源60经过自身的驱动电路供应给转向比可变装置16的电动机46的驱动电流的电压值来如后面所述地控制转向比。

电动动力转向控制装置18基于转向转矩Ts根据与图3所示的曲线图对应的映射图来计算基本目标辅助转矩Tab，基于车速V根据与图4所示的曲线图对应的映射图来计算车速系数Kv，并计算作为车速系数Kv与基本目标辅助转矩Tab之积的目标辅助转矩Tat，并且控制动力转向装置14的电动机32，以使辅助转矩Ta成为目标辅助转矩Tat。另外，动力转向装置14的控制自身不作为本发明的主旨，只要被控制成使得辅助转向力的大小在车速V低时比在车速V高时大，则可以在本技术领域中通过公知的任意要领而进行控制。

转向比控制装置20基于车速V来计算转向比可变装置16的目标转向齿轮比Rgt。在此情况下，目标转向齿轮比Rgt被计算为：在车速V低的区域中成为比标准值Rgo大的值，相反地在车速V高的区域中成为比标准值Rgo小的值。因此，在车速V低的区域中转向比可变装置16的速度比成为增速的速度比，相反地，在车速V高的区域中转向比可变装置16的速度比成为减速的速度比。

另外，转向比控制装置20基于转向角θ和目标转向齿轮比Rgt来计算下转向轴40相对于上转向轴38的目标相对角度θpt。另外，转向比控制装置20基于转向角θ和相对转向角θre来计算下转向轴40相对于上转向轴38的实际的相对角度θpa，并控制转向比可变装置16的电动机46，以使目标相对角度θpt与实际的相对角度θpa的偏差为0。

尤其是，在第一实施例中，转向比控制装置20基于动力转向装置14的辅助转矩Ta并根据与图2的曲线图对应的映射图来计算下转向轴40的最大允许转速(界限转速)θpdmax，并计算下转向轴40的最大允许转速θpdmax与下转向轴40的实际的转速θpd的偏差θpdmax-θpd作为转速富余(转速裕量)Mpd。并且，转向比控制装置20以转速富余Mpd越小而角度变化限制值Δθplim越小的方式计算下转向轴40的每单位时间的角度变化限制值Δθplim，并计算基于下转向轴40的θpt与实际的相对角度θpa的偏差的每单位时间的目标角度变化量Δθpt。

另外，当目标角度变化量Δθpt的大小超过角度变化限制值Δθplim时，转向比控制装置20修正目标角度θpt以使目标角度变化量Δθpt的大小成为角度变化限制值Δθplim，但是当目标角度变化量Δθpt的大小小于等于角度变化限制值Δθplim时，转向比控制装置20不修正目标角度θpt。转向比控制装置20根据需要修正目标角度θpt，以使目标角度变化量Δθpt的大小不超过角度变化限制值Δθplim。

另外，在第一实施例中，转向比控制装置20基于发动机转速Ne、电源60的电压Vb、以及电源60的蓄电池的劣化度Db来计算修正系数Kb(大于0而小于1的值)。在此情况下，基于发动机转速Ne来估计的不进行交流发电机的发电的可能性越高，修正系数Kb越小。另外，基于电源60的电压Vb以及电源60的蓄电池的劣化度Db来估计的能够供应的电能量越低，修正系数Kb越小。并且，转向比控制装置20通过对下转向轴40的最大允许转速θpdmax乘以修正系数Kb，从而以修正系数Kb来修正最大允许转速θpdmax。

图5是第一实施例中的转向控制装置10的转向比控制装置20的功能框图，图6是详细表示图5所示的转速富余计算部的功能框图，图7是详细表示图5所示的目标相对角度计算部、角度变化限制值计算部以及最终目标角度计算部的功能框图，图8是表示通过图5所示的最终目标角度计算部的目标角度限制部完成的目标角度限制例程的流程图。另外，基于图5至图7所示的功能框图的控制以及基于图8所示的流程图的控制通过图中未示出的点火开关的闭合而被开始，每隔预定的时间被反复地执行。

如图5所示，转向比控制装置20包括目标相对角度计算部70、目标相对角度变化量计算部72、转速富余计算部74、角度变化限制值计算部76、以及最终目标相对角度计算部78。

如后面详细说明的那样，目标相对角度计算部70基于转向角θ和车速V来计算下转向轴40相对于上转向轴38的目标相对角度θpt，目标相对角度变化量计算部72计算作为目标相对角度θpt与实际的相对角度θpa的偏差的、下转向轴40的目标相对角度变化量Δθpt。转速富余计算部74基于辅助电流Ips、作为转向角θ的时间微分值的转向角速度θd等来计算转速富余Mpd。

角度变化限制值计算部76基于转速富余Mpd来计算下转向轴40相对于上转向轴38的每单位时间的角度变化限制值Δθplim。另外，最终目标相对角度计算部78基于下转向轴40相对于上转向轴38的目标相对角度θpt、下转向轴40的目标相对角度变化量Δθpt、角度变化限制值Δθplim来计算下转向轴40的最终的目标相对角度θpt。

如图6所示的那样，转速富余计算部74具有乘法器80，乘法器80通过对辅助电流Ips乘以转矩常数Kps，来计算动力转向装置14的辅助转矩Ta。辅助转矩Ta被输入到最大允许转速计算部82，最大允许转速计算部82基于辅助转矩Ta根据映射图84来计算下转向轴40的最大允许转速θpdmax。另外，映射图84是存储辅助转矩Ta和最大允许转速θpdmax的关系的图，与图2对应。

另外，如图6所示的那样，转速富余计算部74具有修正系数计算部86、88、90。修正系数计算部86具有存储发动机转速Ne和修正系数K1的关系的映射图92，该修正系数计算部86基于发动机转速Ne根据映射图92来计算修正系数K1，以使该修正系数K1在发动机转速Ne低时比在发动机转速Ne高时小。

修正系数计算部88具有存储电源60的电压Vb和修正系数K2的关系的映射图94，该修正系数计算部88基于电压Vb根据映射图94来计算修正系数K2，以使该修正系数K2在电压Vb低时比在电压Vb高时小。修正系数计算部90具有存储电源60的蓄电池的劣化度Db和修正系数K3的关系的映射图96，该修正系数计算部90基于劣化度Db根据映射图96来计算修正系数K3，以使该修正系数K3在劣化度Db高时比在劣化度Db低时小。

另外，修正系数K1和K3是大于0且小于等于1的值，修正系数K2是大于等于0且小于等于1的值。另外，修正系数K1是用于补偿图中未示出的交流发电机的发电的状况的修正系数，修正系数K2和K3是用于进行对电源60的蓄电池的电能供应能力的补偿的修正系数。

修正系数K1～K3被乘法器98彼此相乘，由此来计算基于发动机转速Ne、电源60的电压Vb以及电源60的蓄电池的劣化度Db的修正系数Kb、即用于进行对电源60能够供应的电能的补偿的修正系数。修正系数Kb通过乘法器100与由最大允许转速计算部82计算出的最大允许转速θpdmax相乘，由此计算修正后的最大允许转速θpdmaxa。

另外，转速富余计算部74具有加法器106，通过加法器106从修正后的最大允许转速θpdmaxa减去下转向轴40的上次的相对转速θpd(n-1)，由此能够计算表示下转向轴40的转速的增大裕度的转速富余Mpd。

如图7所示，目标相对角度计算部70基于车速V根据映射图108来计算目标转向齿轮比Rgt。另外，映射图108按照以下方式存储了车速V与目标转向齿轮比Rgt的关系：在车速V低的区域中，目标转向齿轮比Rgt成为比标准值Rgo大的值，相反地在车速V高的区域中，目标转向齿轮比Rgt成为比标准值Rgo小的值。目标转向齿轮比Rgt通过乘法器110与转向角θ相乘，由此能够计算下转向轴40的目标相对角度θpt。

目标相对角度θpt被提供给最终目标相对角度计算部78，并且被提供给目标相对角度变化量计算部72的上次值存储部112。上次值存储部112存储目标相对角度θpt以备下次之用。另外，读取上次值存储部112所存储的上次的目标相对角度θpt(n-1)，通过加法器114从这次的目标相对角度θpt(n)减去上次的目标相对角度θpt(n-1)，由此能够计算下转向轴40的目标角度变化量Δθpt。

角度变化限制值计算部76具有映射图116，该映射图116存储了转速富余Mpd和下转向轴40相对于上转向轴38的每单位时间的角度变化限制值Δθplim的关系。并且，角度变化限制值计算部76按照转速富余Mpd越大角度变化限制值Δθplim越大的方式基于转速富余Mpd来计算角度变化限制值Δθplim。

最终目标相对角度计算部78按照图8所示的流程图计算下转向轴40相对于上转向轴38的最终的目标相对角度θpt(n)。

首先，在步骤810中，在例如当目标角度变化量Δθpt为正值时使下转向轴40相对于上转向轴38相对地向车辆的左转弯方向旋转的情况下，判别目标角度变化量Δθpt是否大于等于0。然后，当进行了否定判别时，前进到步骤850，当进行了肯定判别时，前进到步骤820。

在步骤820中，判别目标角度变化量Δθpt是否大于角度变化限制值Δθplim、即判别左右前轮的转向驱动速度的大小是否过大从而有可能产生辅助中断。然后，当进行了否定判别时，在步骤830中最终的目标相对角度θpt(n)被设定为目标相对角度θpt，当进行了肯定判别时，在步骤840中最终的目标相对角度θpt(n)被设定为上次的目标相对角度θpt(n-1)相加角度变化限制值Δθplim而得的值。

在步骤850中，判别目标角度变化量Δθpt是否小于角度变化限制值Δθplim的符号反转值-Δθplim、即判别左右前轮的转向驱动速度的大小是否过大从而有可能产生辅助中断。然后，当进行了否定判别时，在步骤860中最终的目标相对角度θpt(n)被设定为目标相对角度θpt，当进行了肯定判别时，在步骤870中最终的目标相对角度θpt(n)被设定为从上次的目标相对角度θpt(n-1)减去角度变化限制值Δθplim而得的值。

这样，当目标角度变化量Δθpt的大小超过角度变化限制值Δθplim时，最终目标相对角度计算部78修正目标角度θpt，以使目标角度变化量Δθpt的大小被降低到角度变化限制值Δθplim，但是当目标角度变化量Δθpt的大小未超过角度变化限制值Δθplim时，不修正目标角度θpt。

由以上的说明可知，根据第一实施例，基于动力转向装置14的辅助转矩Ta等来计算下转向轴40的最大允许转速θpdmax，并计算下转向轴40的最大允许转速θpdmax与下转向轴40的实际的转速θpd的偏差θpdmax-θpd作为转速富余Mpd。然后，按照转速富余Mpd越小下转向轴40的每单位时间的角度变化限制值Δθplim越小的方式计算该角度变化限制值Δθplim，并计算基于下转向轴40的目标相对角度θpt与实际的相对角度θpa的偏差的每单位时间的目标角度变化量Δθpt。

并且，根据需要修正目标相对角度θpt以使目标角度变化量Δθpt的大小不超过角度变化限制值Δθplim，并控制转向比可变装置16的电动机46以使下转向轴40相对于上转向轴38的实际的相对角度θpa成为目标角度变化量Δθpt。

因此，能够可靠地防止下转向轴40的实际的转速θpd的大小超过下转向轴40的最大允许转速θpdmax以及由此而引起的动力转向装置14无法产生需要的辅助转矩。因此在如紧急规避转向那样在中高车速下进行急剧的转向操作的情况下，也能够可靠地防止成为辅助中断的状态。

考虑以下情况：例如在下转向轴40的转速θpd的大小以及动力转向装置14的辅助转矩Ta为在图26中以点Po表示的值(分别为θpdo、Tao)的状况下，如紧急规避转向那样驾驶者进行非常急剧的转向操作。

下转向轴40的转速θpd的大小通过急剧的转向操作而急剧地上升，并变化到超过表示最大值的线L的值θpd1，随之对动力转向装置14要求的辅助转矩Ta的大小从Tao变化到Ta1。即，表示下转向轴40的转速θpd的大小以及动力转向装置14的辅助转矩Ta的点变化到在图26中以点P1表示的位置。另外，当下转向轴40的转速θpd为θpd1时，动力转向装置14能够产生的辅助转矩Ta的最大值为Ta1max。

在未进行第一实施例的控制的现有的转向控制装置的情况下，对动力转向装置14的辅助转矩Ta1的大小比最大值Ta1max大，因此动力转向装置14无法产生对动力转向装置14要求的辅助转矩Ta1，从而产生辅助中断。

与此相对，根据第一实施例，当如紧急规避转向那样驾驶者开始非常急剧的转向操作、下转向轴40的转速θpd上升，则转速富余Mpd变小。因此，下转向轴40相对于上转向轴38的每单位时间的角度变化限制值Δθplim变小，下转向轴40相对于上转向轴38的每单位时间的目标角度变化量Δθpt的大小被角度变化限制值Δθplim限制，因此能够抑制转速θpd的上升，以使下转向轴40的转速θpd的大小以及对动力转向装置14要求的辅助转矩Ta的大小不会超过表示最大值的线L。

这样，通过抑制转速θpd的上升，下转向轴40的转速θpd的大小以及动力转向装置14的辅助转矩Ta变化到在图26中比表示最大值的线L靠原点侧的点P2(Ta2、θpd2)。因此，动力转向装置14产生的辅助转矩比对动力转向装置14要求的辅助转矩Ta1低，但是能够始终可靠地防止进行急剧的转向操作时的辅助中断。

第二实施例

图9是表示作为第一实施例的修正例而构成的本发明中的车辆的转向控制装置的第二实施例中的角度变化限制值计算部的功能框图。另外，基于该第二实施例的图9的功能框图的控制以外的控制与上述的第一实施例的情况相同地被完成。

在该第二实施例中，角度变化限制值计算部76具有包括与第一实施例的映射图116对应的映射图117的基本角度变化限制值计算块118。基本角度变化限制值计算块118基于转速富余Mpd根据映射图117来计算基本角度变化限制值Δθplimb。另外，角度变化限制值计算部76具有包括存储车速V和修正系数K4的关系的映射图120的修正系数计算块121。修正系数计算块121基于车速V根据映射图120来计算修正系数K4，使得修正系数K4在车速V低时比在车速V高时小。修正系数K4通过乘法器122与基本角度变化限制值Δθplimb相乘。

另外，角度变化限制值计算部76具有修正系数设定部124，修正系数设定部124按照图10所示的流程图来设定修正系数K5，使得修正系数K5在驾驶者的转向操作快时比在驾驶者的转向操作慢时小。修正系数K5通过乘法器126与乘法器122的计算结果K4·Δθplimb相乘，由此K4K5

Δθplimb的值作为角度变化限制值Δθplim被提供给最终目标相对角度计算部78。

接着，参照图10所示的流程图来说明修正系数设定部124中的修正系数K5的设定例程。

首先，在步骤1010中，例如判别转向角速度θd的绝对值是否大于等于快的转向判定的基准值θda。然后，当进行了肯定判别时，在步骤1020中表示快的转向的标记Fs被设定为on，并且复原计数器Cr被重置为0。与此相对，当进行了否定判别时，在步骤1030中复原计数器Cr被增加1后前进到步骤1040。

在步骤1040中判别复原计数器Cr是否超过用于确保车辆的稳定的判定基准值Cra(正的常数)。然后，当进行了肯定判别时，在步骤1050中标记Fs被设定为off，但是当进行了否定判别时，不改变标记Fs而前进到步骤1060。

在步骤1060中判别标记Fs是否为on、即判别是否正进行快的转向操作。然后，当进行了否定判别时，在步骤1070中修正系数K5被设定为标准值1，但是当进行了肯定判别时，在步骤1080中修正系数K5被设定为预先设定的常数A(大于0而小于1)。

这样，根据第二实施例，与上述的第一实施例的情况相同，在如紧急规避转向那样在中高速下进行急剧的转向操作的情况下，也能够可靠地防止成为辅助中断的状态。

尤其是，根据第二实施例，按照修正系数K4在车速V低时比在车速V高时小的方式基于车速V来计算修正系数K4，通过修正系数K4与角度变化限制值Δθplim相乘，来修正角度变化限制值Δθplim。因此，能够提早地判定齿条杆26的轴力由于车速下降而增加的状况，能够提早地减小角度变化限制值Δθplim。

另外，按照修正系数K5在驾驶者的转向操作快时比在驾驶者的转向操作慢时小的方式来可变地设定修正系数K5，通过修正系数K5与角度变化限制值Δθplim相乘，能够修正角度变化限制值Δθplim。因此，能够提早地判定驾驶者进行快的转向操作的状况，能够提早地减小角度变化限制值Δθplim。

第三实施例

图11是表示作为第一实施例的修正例而构成的本发明中的车辆的转向控制装置的第三实施例中的角度变化限制值计算部的功能框图。另外，基于该第三实施例的图11的功能框图的控制以外的控制与上述的第一实施例的情况相同地被完成。

在该第三实施例中，角度变化限制值计算部76具有与第二实施例的情况相同的基本角度变化限制值计算块118。基本角度变化限制值计算块118基于转速富余Mpd根据映射图117来计算基本角度变化限制值Δθplimb。另外，角度变化限制值计算部76具有修正系数设定部128，修正系数设定部128按照图12和图13所示的流程图来设定修正系数K6，使得修正系数K6在如静态转向那样驾驶者在低车速下进行大转向角的转向操作或者如紧急规避转向那样驾驶者在中高车速下进行急剧的转向操作时比在未进行这些转向操作时小。修正系数K6通过乘法器130与角度变化限制值Δθplimb相乘，由此K6·Δθplimb的值作为角度变化限制值Δθplim而提供给最终目标相对角度计算部78。

接着，参照图12和图13所示的流程图来说明修正系数K6的设定例程。

首先，在步骤1210中，判别是否是车速V小于等于第一基准值V1(正的常数)且转向角速度θd的绝对值大于等于第一基准值θd1(正的常数)。然后，当进行了肯定判别时，在步骤1220中表示在低速下进行大转向角的转向操作的标记F1被设定为on，并且复原计数器C1被重置为0。与此相对，当进行了否定判别时，在步骤1230中复原计数器C1被增加1之后前进到步骤1240。

在步骤1240中，判别复原计数器C1是否超过用于可靠防止辅助中断的判定基准值C1a(正的常数)。然后，当进行了肯定判别时，在步骤1250中标记F1被设定为off，但是当进行了否定判别时，不改变标记F1而前进到步骤1260。

在步骤1260中，判别标记F1是否为on、即判别是否为需要防止由于在低速下进行大转向角的转向操作而引起的辅助中断的情况。然后，当进行了否定判别时，在步骤1270中修正系数K6被设定为标准值1，当进行了肯定判别时，在步骤1280中修正系数K6被设定为预先设定的常数K6a(大于0而小于1)。

并且，在步骤1310中判别是否是车速V大于等于比第一基准值V1大的第二基准值V2(大于第一基准值V1的正的常数)且转向角速度θd的绝对值大于等于第二基准值θd2(大于第一基准值θd1的正的常数)。然后，当进行了肯定判别时，在步骤1320中表示在中高速下进行急剧的转向操作的标记F2被设定为on，并且复原计数器C2被重置为0。与此相对，当进行了否定判别时，在步骤1330中复原计数器C2被增加1之后前进到步骤1340。

在步骤1340中判别复原计数器C2是否超过用于可靠防止辅助中断的判定基准值C2a(正的常数)。然后，当进行了肯定判别时，在步骤1350中标记F2被设定为off，但是当进行了否定判别时，不改变标记F2而前进到步骤1360。

在步骤1360中判别标记F2是否为on、即判别是否为需要防止由于在中高速下进行急剧的转向操作而引起的辅助中断的情况。然后，当进行了否定判别时，在步骤1370中修正系数K6被设定为标准值1，但是当进行了肯定判别时，在步骤1380中修正系数K6被设定为预先设定的常数K6b(大于0而小于1)。

另外，为了常数K6a和K6b分别能够有效地防止由于在低速下进行大转向角的转向操作而引起的辅助中断以及由于在中高速下进行急剧的转向操作而引起的辅助中断，常数K6a和K6b可以根据动力转向装置14和转向比可变装置16的规格例如在实验中设定，也可以是彼此相同的值。

这样，在第三实施例中，根据驾驶者的运转操作来可变地设定修正系数K6，以使得修正系数K6在如静态转向那样驾驶者在低车速下进行大转向角的转向操作或者如紧急规避转向那样驾驶者在中高车速下进行急剧的转向操作时比在未进行这些转向操作时小。并且，通过修正系数K6与角度变化限制值Δθplim相乘，来修正角度变化限制值Δθplim。因此，能够可靠地判定如静态转向那样驾驶者在低车速下进行大转向角的转向操作或者如紧急规避转向那样驾驶者在中高车速下进行急剧的转向操作的情况，能够可靠地防止由于这些转向操作而产生辅助中断。

第四实施例

图14是本发明中的车辆的转向控制装置的第四实施例中的转向比控制装置20的功能框图，图15是详细表示图14所示的转矩富余计算部的功能框图，图16是详细表示图14所示的目标相对角度计算部、角度变化限制值计算部以及最终目标角度计算部的功能框图。另外，基于图14至图16所示的功能框图的控制也通过图中未示出的点火开关的闭合而被开始，每隔预定的时间被反复地执行。

如图14所示，在该第四实施例中，代替第一实施例中的转速富余计算部74的转矩富余计算部140基于辅助电流Ips、作为转向角θ的时间微分值的转向角速度θd等来计算表示辅助转矩的增大裕度的转矩富余Mat。另外，在该第四实施例中，代替第一实施例中的角度变化限制值计算部76的角度变化限制值计算部148基于转矩富余Mat来计算下转向轴40相对于上转向轴38的每单位时间的角度变化限制值Δθplim。另外，该第四实施例的目标相对角度计算部70、目标相对角度变化量计算部72、最终目标相对角度计算部78的控制与上述的第一实施例的情况相同地被完成，因此省略对这些控制的说明。

如图15所示，转矩富余计算部140具有乘法器142，乘法器142通过将由目标相对角度计算部70计算的目标转向齿轮比Rgt的倒数1/Rgt和转向速度θd相乘，来计算转向比可变装置16的目标相对转速θd/Rgt。目标相对转速θd/Rgt通过加法器143与转向速度θd相加，由此计算下转向轴40的转速θpd。转速θpd被提供给最大允许辅助转矩计算部144，最大允许辅助转矩计算部144基于转速θpd根据映射图146来计算动力转向装置14的最大允许辅助转矩Tamax。另外，映射图146存储了下转向轴40的转速θpd和最大允许辅助转矩Tamax的关系，与图2对应。

另外，如图15所示，最大允许辅助转矩Tamax通过乘法器101与修正系数Kb相乘，由此计算修正后的最大允许辅助转矩Tamaxa。并且，通过乘法器80将转矩常数Kps与辅助电流Ips相乘，来计算动力转向装置14的实际的辅助转矩Ta。并且，通过加法器107从修正后的最大允许辅助转矩Tamaxa减去实际的辅助转矩Ta，由此计算表示动力转向装置14的辅助转矩的增大裕度的转矩富余Mat。

另外，如图16所示，与第一实施例中的角度变化限制值计算部76对应的角度变化限制值计算部148具有映射图150，该映射图150存储了转矩富余Mat和下转向轴40相对于上转向轴38的每单位时间的角度变化限制值Δθplim的关系。并且，角度变化限制值计算部148基于转矩富余Mat来计算角度变化限制值Δθplim，使得转矩富余Mat越大角度变化限制值Δθplim越大。

由以上的说明可知，根据第四实施例，基于下转向轴40的转速θpd等来计算动力转向装置14的最大允许辅助转矩Tamax，并计算动力转向装置14的最大允许辅助转矩Tamax与动力转向装置14的实际的辅助转矩Ta的偏差Tamax-Ta作为转矩富余Mat。并且，按照转矩富余Mat越小下转向轴40的每单位时间的角度变化限制值Δθplim越小的方式来计算该角度变化限制值Δθplim，并计算基于下转向轴40的目标相对角度θpt与实际的相对角度θpa的偏差的每单位时间的目标角度变化量Δθpt。

并且，与第一至第三实施例的情况相同，根据需要来修正目标相对角度θpt，以使目标角度变化量Δθpt的大小不超过角度变化限制值Δθplim，并控制转向比可变装置16的电动机46，以使下转向轴40相对于上转向轴38的实际的相对角度θpa成为目标角度变化量Δθpt。

因此，能够可靠地防止下转向轴40的实际的转速θpd的大小超过下转向轴40的最大允许转速θpdmax以及由此而引起的动力转向装置14无法产生需要的辅助转矩。因此，在如静态转向那样在低车速下进行大转向角的转向操作的情况下，也能够可靠地防止成为辅助中断的状态。

考虑以下情况：例如在下转向轴40的转速θpd的大小以及动力转向装置14的辅助转矩Ta为在图27中以点Po表示的值(分别为θpdo、Tao)的状况下，如在高摩擦系数的路面上在高载重状态下进行静态转向那样驾驶者进行转向反力非常高的转向操作。

由于进行转向反力非常高的转向操作，对动力转向装置14要求的辅助转矩Ta的大小急剧地上升，并变化到超过表示最大值的线L的值Ta1，随之下转向轴40的转速θpd的大小从θpd0变化到θpd1。即，表示下转向轴40的转速θpd的大小以及动力转向装置14的辅助转矩Ta的点变化到在图27中以点P1表示的位置。另外，当对动力转向装置14要求的辅助转矩Ta的大小为Ta1时，动力转向装置14能够产生辅助转矩的下转向轴40的转速θpd的大小的最大值为θpd1max。

当为未进行第四实施例的控制的现有的转向控制装置时，对动力转向装置14要求的辅助转矩Ta1的大小比最大值Ta1max大，因此动力转向装置14无法产生对动力转向装置14要求的辅助转矩Ta1，从而产生辅助中断。

与此相对，根据第四实施例，当驾驶者开始转向反力非常高的转向操作、对动力转向装置14要求的辅助转矩Ta的大小变大时，转矩富余Mat变小。因此，下转向轴40相对于上转向轴38的每单位时间的角度变化限制值Δθplim变小，下转向轴40相对于上转向轴38的每单位时间的目标角度变化量Δθpt的大小被角度变化限制值Δθplim限制，因此能够抑制转速θpd的上升，以使下转向轴40的转速θpd的大小以及对动力转向装置14要求的辅助转矩Ta的大小不会超过表示最大值的线L。

这样，通过抑制转速θpd的上升，下转向轴40的转速θpd的大小以及动力转向装置14的辅助转矩Ta变化到在图27中比表示最大值的线L靠原点侧的点P2(Ta2、θpd2)。因此，动力转向装置14产生的辅助转矩比对动力转向装置14要求的辅助转矩Ta1低，但是能够可靠地防止进行转向反力非常高的转向操作时的辅助中断。

第五实施例

图17是表示作为第四实施例的修正例而构成的本发明中的车辆的转向控制装置的第五实施例中的角度变化限制值计算部的功能框图。另外，基于该第五实施例的图17的功能框图的控制以外的控制与上述的第四实施例的情况相同地被完成。

在该第五实施例中，如图17所示，角度变化限制值计算部148具有包括与第四实施例的映射图150对应的映射图151的基本角度变化限制值计算块149。基本角度变化限制值计算块149基于转矩富余Mat根据映射图151来计算基本角度变化限制值Δθplimc。另外，角度变化限制值计算部148具有与上述的第二实施例的情况相同的修正系数计算块121，修正系数计算块121基于车速V根据映射图120来计算修正系数K4，使得修正系数K4在车速V低时比在车速V高时小。修正系数K4通过乘法器123与基本角度变化限制值Δθplimc相乘。

另外，角度变化限制值计算部148与上述的第二实施例的情况相同，通过修正系数设定部124按照图10所示的流程图来设定修正系数K5，使得修正系数K5在驾驶者的转向操作快时比在驾驶者的转向操作慢时小。修正系数K5通过乘法器127与乘法器123的计算结果K4·Δθplimc相乘，由此K4K5Δθplimc的值作为角度变化限制值Δθplim被提供给最终目标相对角度计算部78。

这样，根据第五实施例，与上述的第四实施例的情况相同，在如静态转向那样在低车速下进行大转向角的转向操作的情况下，也能够可靠地防止成为辅助中断的状态。并且，根据第五实施例，与上述的第二实施例的情况相同，能够提早地判定齿条杆26的轴力由于车速下降而增加的状况，能够提早地减小角度变化限制值Δθplim，并且能够提早地判定驾驶者进行快的转向操作的情况，能够提早地减小角度变化限制值Δθplim。

第六实施例

图18是表示作为第四实施例的修正例而构成的本发明中的车辆的转向控制装置的第六实施例中的角度变化限制值计算部的功能框图。另外，基于该第六实施例的图18的功能框图的控制以外的控制与上述的第四实施例的情况相同地被完成。

在该第六实施例中，角度变化限制值计算部148具有与第五实施例的情况相同的基本角度变化限制值计算块149。基本角度变化限制值计算块149基于转矩富余Mat根据映射图151来计算基本角度变化限制值Δθplimc。并且，角度变化限制值计算部148与上述的第三实施例的情况相同具有修正系数设定部128，修正系数设定部128按照图12和图13所示的流程图来设定修正系数K6，使得修正系数K6在如静态转向那样驾驶者在低车速下进行大转向角的转向操作或者如紧急规避转向那样驾驶者在中高车速下进行急剧的转向操作时比在未进行这些转向操作时小。修正系数K6通过乘法器131与角度变化限制值Δθplimc相乘，由此K6·Δθplimc的值作为角度变化限制值Δθplim而提供给最终目标相对角度计算部78。

这样，在第六实施例中，与上述的第三实施例的情况相同，根据驾驶者的运转操作来可变地设定修正系数K6，以使得修正系数K6在如静态转向那样驾驶者在低车速下进行大转向角的转向操作或者如紧急规避转向那样驾驶者在中高车速下进行急剧的转向操作时比在未进行这些转向操作时小。并且，通过修正系数K6与角度变化限制值Δθplim相乘，来修正角度变化限制值Δθplim。因此，能够可靠地判定如静态转向那样驾驶者在低车速下进行大转向角的转向操作或者如紧急规避转向那样驾驶者在中高车速下进行急剧的转向操作的情况，能够可靠地防止由于这些转向操作而产生辅助中断。

第七实施例

图19是本发明中的车辆的转向控制装置的第七实施例中的转向比控制装置20的主要部分的功能框图，图20是详细表示图19所示的角度变化限制值计算部的功能框图。另外，基于图19和图20所示的功能框图的控制也通过图中未示出的点火开关的闭合而被开始，每隔预定的时间被反复地执行。

如图19所示，在该第七实施例中，与上述的第一至第三实施例的情况相同通过转速富余计算部74来计算转速富余Mpd，并且与上述的第四至第六实施例的情况相同通过转矩富余计算部140来计算转矩富余Mat。

另外，如图19所示，该实施例的角度变化限制值计算部152具有与第一实施例的角度变化限制值计算部76相同的第一角度变化限制值计算部76、与第四实施例的角度变化限制值计算部148相同的第二角度变化限制值计算部148以及最小值选择部154。

第一角度变化限制值计算部76通过与第一实施例的角度变化限制值计算部76相同的要领基于转速富余Mpd来计算第一角度变化限制值Δθplim1。同样地，第二角度变化限制值计算部148通过与第四实施例的角度变化限制值计算部148相同的要领基于转矩富余Mat来计算第二角度变化限制值Δθplim2。

第一角度变化限制值Δθplim1以及第二角度变化限制值Δθplim2被输入到最小值选择部154，最小值选择部154选择第一角度变化限制值Δθplim1和第二角度变化限制值Δθplim2中的小值，将该值作为角度变化限制值Δθplim而输出到最终目标相对角度计算部78。

如图20所示，第一角度变化限制值计算部76具有映射图116，该映射图116存储了转速富余Mpd和下转向轴40相对于上转向轴38的每单位时间的第一角度变化限制值Δθplim1的关系。并且，第一角度变化限制值计算部76基于转速富余Mpd来计算第一角度变化限制值Δθplim1，使得转速富余Mpd越大第一角度变化限制值Δθplim1越大。

同样地，第二角度变化限制值计算部148具有映射图150，该映射图150存储了转矩富余Mat和下转向轴40相对于上转向轴38的每单位时间的第二角度变化限制值Δθplim2的关系。并且，第二角度变化限制值计算部148基于转矩富余Mat来计算第二角度变化限制值Δθplim2，使得转矩富余Mat越大第二角度变化限制值Δθplim2越大。

这样，根据第七实施例，与上述的第一实施例的情况相同地基于转速富余Mpd来计算第一角度变化限制值Δθplim1，与上述的第四实施例的情况相同地基于转矩富余Mat来计算第二角度变化限制值Δθplim2。并且，第一角度变化限制值Δθplim1和第二角度变化限制值Δθplim2中的小值作为角度变化限制值Δθplim。

并且，根据需要来修正目标相对角度θpt，以使目标角度变化量Δθpt的大小不超过角度变化限制值Δθplim，并控制转向比可变装置16的电动机46，以使下转向轴40相对于上转向轴38的实际的相对角度θpa成为目标角度变化量Δθpt。

因此，根据第七实施例，与上述的第一实施例的情况相同，在如紧急规避转向那样在中高车速下进行急剧的转向操作的情况下，也能够可靠地防止成为辅助中断的状态，并且与上述的第四实施例的情况相同，在如静态转向那样驾驶者在低车速下进行大转向角的转向操作的情况下，也能够可靠地防止成为辅助中断的状态。

第八实施例

图21是表示作为第七实施例的修正例而构成的本发明中的车辆的转向控制装置的第八实施例中的角度变化限制值计算部的功能框图。另外，基于该第八实施例的图21的功能框图的控制以外的控制与上述的第七实施例的情况相同地被完成。

如图21所示，在该第八实施例中，第一角度变化限制值计算部76通过与第二实施例的角度变化限制值计算部76相同的要领基于转速富余Mpd来计算第一角度变化限制值Δθplim1。另外，第二角度变化限制值计算部148通过与第五实施例的角度变化限制值计算部148相同的要领基于转矩富余Mat来计算第二角度变化限制值Δθplim2。

因此，根据第八实施例，与上述的第七实施例的情况相同，在如紧急规避转向那样在中高车速下进行急剧的转向操作的情况或者如静态转向那样在低车速下进行大转向角的转向操作的情况下，也能够可靠地防止成为辅助中断的状态。

另外，根据第八实施例，与上述的第二和第五实施例的情况相同，能够提早地判定齿条杆26的轴力由于车速下降而增加的情况，能够提早地减小角度变化限制值Δθplim，并且能够提早地判定驾驶者进行快的转向操作的情况，能够提早地减小角度变化限制值Δθplim。

第九实施例

图22是表示作为第七实施例的修正例而构成的本发明中的车辆的转向控制装置的第九实施例中的角度变化限制值计算部的功能框图。另外，基于该第九实施例的图22的功能框图的控制以外的控制与上述的第七实施例的情况相同地被完成。

如图22所示，在该第九实施例中，第一角度变化限制值计算部76通过与第三实施例的角度变化限制值计算部76相同的要领基于转速富余Mpd来计算第一角度变化限制值Δθplim1。另外，第二角度变化限制值计算部148通过与第六实施例的角度变化限制值计算部148相同的要领基于转矩富余Mat来计算第二角度变化限制值Δθplim2。

因此，根据第九实施例，能够可靠地判定如静态转向那样驾驶者在低车速下进行大转向角的转向操作或者如紧急规避转向那样驾驶者在中高车速下进行急剧的转向操作的情况，由此在如紧急规避转向那样在中高车速下进行急剧的转向操作的情况或者如静态转向那样驾驶者在低车速下进行大转向角的转向操作的情况下，也能够比上述的第七实施例的情况更可靠地防止成为辅助中断的状态。

第十实施例

图23是表示作为第一实施例的修正例而构成的本发明中的车辆的转向控制装置的第十实施例中的角度变化限制值计算部的功能框图。另外，基于该第十实施例的图23的功能框图的控制以外的控制与上述的第一实施例的情况相同地被完成。

在该第十实施例中，角度变化限制值计算部76具有与第二实施例的情况相同的基本角度变化限制值计算块118，基本角度变化限制值计算块118基于转速富余Mpd根据映射图117来计算基本角度变化限制值Δθplimb。另外，角度变化限制值计算部76具有包括映射图158的修正系数计算块160，该映射图158存储了转向角θ的绝对值、车速V以及修正系数K7的关系。修正系数计算块160基于转向角θ的绝对值以及车速V根据映射图158来计算作为大于等于0而小于等于1的值的、修正系数K7，使得修正系数K7在转向角θ的绝对值大时比在转向角θ的绝对值小时小、并且在车速V低时比在车速V高时小。修正系数K7通过乘法器162与基本角度变化限制值Δθplimb相乘。

另外，角度变化限制值计算部76具有包括映射图164的修正系数计算块166，该映射图164存储了路面的摩擦系数μ和修正系数K8的关系。修正系数计算块166基于路面的摩擦系数μ根据映射图164来计算作为大于等于0而小于等于1的值的、修正系数K8，使得修正系数K8在路面的摩擦系数μ低时比在路面的摩擦系数μ高时大。修正系数K8通过乘法器168与乘法器162的计算结果K7·Δθplimb相乘，由此K7K8Δθplimb的值被提供给协调器170。

另外，路面的摩擦系数μ的求法不作为本发明的主旨，因此路面的摩擦系数μ可以是通过在防抱死控制、牵引力控制、车辆的运动控制等中一般采用的任意方法检测或推定出的值。

在应用该第十实施例的车辆上安装有未图示的防碰撞安全系统。防碰撞安全系统一旦在车辆的前方检测出障碍物，则通过控制车速并且由转向比可变装置16来对左右前轮22FL和22FR进行转向，来改变车辆的行进方向，由此可以降低对障碍物的碰撞的可能性。

从防碰撞安全系统向协调器170输入表示对障碍物的碰撞的可能性高并通过转向比可变装置16的动作改变车辆的行进方向的紧急度Esc的信号。当如在车辆的前方未检测出障碍物的通常行驶时那样改变车辆的行进方向的紧急度Esc小于等于基准值Esc0时，协调器170将从乘法器168输入的值K7K8Δθplimb作为角度变化限制值Δθplim而提供给最终目标相对角度计算部78。与此相对，当改变车辆的行进方向的紧急度Esc超过基准值Esc0时，协调器170将从基本角度变化限制值计算块118输入的基本角度变化限制值Δθplimb作为角度变化限制值Δθplim而提供给最终目标相对角度计算部78。

另外，协调器170在将基本角度变化限制值Δθplimb作为角度变化限制值Δθplim而提供给最终目标相对角度计算部78时，对如使用从电源60供应的电力来动作的音响设备这样的其他装置172输出用于降低电力的输出或者暂且停止其动作的电力消耗降低指令信号。

这样，根据第十实施例，与上述的第一实施例的情况相同，能够可靠地防止在如紧急规避转向那样在中高车速下进行急剧的转向操作的情况下的辅助中断，并且能够根据以下的理由而有效地防止转向转矩变高的情况下的辅助中断。

一般来说，随着转向角θ的绝对值越大、车速V越低，电动动力转向装置14的齿条杆26的轴力由于左右前轮22FL和22FR的自动回正力矩而变高，因此转向转矩Ts变高。因此，对电动动力转向装置14要求的辅助转矩变高，电动动力转向装置14所需的电力变高。因此，随着转向角θ的绝对值越大、车速V越低，越容易产生辅助中断。

根据第十实施例，随着转向角θ的绝对值越大、车速V越低，修正系数K7被计算为越小的值，由此角度变化限制值Δθplim被计算为越小的值。因此，电动动力转向装置14所需要的电力越高，目标角度变化量Δθpt的大小越小，由此基于转向比可变装置16的下转向轴40的相对转速的大小变小，左右前轮的转向驱动速度变低。从而，能够提高动力转向装置14可产生的辅助转矩，由此能够有效地防止转向转矩变高的情况下的辅助中断。

并且，一般来说，左右前轮22FL和22FR被转向时的电动动力转向装置14的齿条杆26的轴力根据路面的摩擦系数μ而不同，路面的摩擦系数μ越低，齿条杆26的轴力越低，因此转向转矩Ts也越低。

根据第十实施例，路面的摩擦系数μ越低，修正系数K8被计算为越大的值，由此角度变化限制值Δθplim被计算为越大的值。因此，能够有效地防止在摩擦系数μ高的情况下转向转矩变高时的辅助中断，并且能够有效地防止在路面的摩擦系数μ低的情况下基于转向比可变装置16的下转向轴40的相对转速的大小不必要地减小，左右前轮的转向驱动速度不必要地降低。另外，在后述的第十一和第十二实施例中也同样能够得到该作用效果。

另外，根据第十实施例，当通过转向比可变装置16的动作来改变车辆的行进方向的紧急度Esc超过基准值Esc0时，由基本角度变化限制值计算块118计算的基本角度变化限制值Δθplimb作为角度变化限制值Δθplim，并且对使用从电源60供应的电力而动作的其他的装置172输出电力消耗降低指令信号。

因此，能够防止在通过转向比可变装置16的动作改变车辆的行进方向的必要性高的情况下左右前轮的转向驱动速度被限制得低，能够有效地通过转向比可变装置16的动作来改变车辆的行进方向，并且通过确保电力尽可能地从电源60供应给电动动力转向装置14的情况，能够尽可能地防止辅助中断。另外，在后述的第十一和第十二的实施例中也同样能够得到该作用效果。

第十一实施例

图24是表示作为第四实施例的修正例而构成的本发明中的车辆的转向控制装置的第十一实施例中的角度变化限制值计算部的功能框图。另外，基于该第十一实施例的图24的功能框图的控制以外的控制与上述的第四实施例的情况相同地被完成。

在该第十一实施例中，角度变化限制值计算部148具有与第五实施例的情况相同的基本角度变化限制值计算块149，另外，角度变化限制值计算部148具有与第十实施例的情况相同的修正系数计算块160和166。通过修正系数计算块160计算出的修正系数K7通过乘法器163与基本角度变化限制值Δθplimc相乘。由修正系数计算块166计算出的修正系数K8通过乘法器169与乘法器163的计算结果K7·Δθplimb相乘，由此K7K8Δθplimc的值被提供给协调器174。协调器174与第十实施例的协调器170相同地动作。

因此，根据第十一实施例，与上述的第四实施例的情况相同，在如静态转向那样在低车速下进行大转向角的转向操作的情况下，也能够可靠地防止成为辅助中断的状态。另外，根据第十一实施例，与上述的第二实施例的情况相同，能够提早地判定齿条杆26的轴力由于车速下降而增加的情况，能够提早地减小角度变化限制值Δθplim，并且能够提早地判定驾驶者进行快的转向操作的情况，能够提早地减小角度变化限制值Δθplim。

另外，根据第十一实施例，与上述的第十实施例的情况相同，能够有效地防止由防碰撞安全系统进行自动转向时的转向转矩高、对动力转向装置14要求的辅助转矩高的情况下的辅助中断。

第十二实施例

图25是表示作为第七实施例的修正例而构成的本发明中的车辆的转向控制装置的第十二实施例中的角度变化限制值计算部的功能框图。另外，基于该第十二实施例的图25的功能框图的控制以外的控制与上述的第七实施例的情况相同地被完成。

如图25所示，在该第十二实施例中，第一角度变化限制值计算部76具有与第十实施例的角度变化限制值计算部76相同的基本角度变化限制值计算块118、乘法器162和168、协调器170。第二角度变化限制值计算部148具有与第十一实施例的角度变化限制值计算部148相同的基本角度变化限制值计算块149、乘法器163和169、协调器174。第一角度变化限制值计算部76和第二角度变化限制值计算部148具有修正系数计算块160和166作为彼此共同的计算块。

该第十二实施例中的协调器170进行与第十实施例的情况相同的基本角度变化限制值Δθplimb和值K7K8Δθplimb的协调，并将协调结果的值作为第一角度变化限制值Δθplim1而提供给协调器170。另外，协调器174进行与第十一实施例的情况相同的基本角度变化限制值Δθplimc和值K7K8Δθplimc的协调，并将协调结果的值作为第二角度变化限制值Δθplim2而提供给协调器174。但是，协调器170和174不输出电力消耗降低指令信号。

在该第十二实施例中，最小值选择部154选择第一角度变化限制值Δθplim1和第二角度变化限制值Δθplim2中的小值，将该值作为角度变化限制值Δθplim而输出到最终目标相对角度计算部78。并且，最小值选择部154根据需要对使用从电源60供应的电力而动作的其他的装置172输出电力消耗降低指令信号。

即，最小值选择部154当第一角度变化限制值Δθplim1为基本角度变化限制值Δθplimb且小于第二角度变化限制值Δθplim2时、换言之当将基本角度变化限制值Δθplimb作为角度变化限制值Δθplim时，输出电力消耗降低指令信号。或者最小值选择部154当第二角度变化限制值Δθplim2为基本角度变化限制值Δθplimb且小于第一角度变化限制值Δθplim1时、换言之当将基本角度变化限制值Δθplimc作为角度变化限制值Δθplim时，输出电力消耗降低指令信号。

因此，根据第十二实施例，与上述的第一实施例的情况相同，在如紧急规避转向那样在中高车速下进行急剧的转向操作的情况下，也能够可靠地防止成为辅助中断的状态，与上述的第四实施例的情况相同，在如静态转向那样驾驶者在低车速下进行大转向角的转向操作的情况下，也能够可靠地防止成为辅助中断的状态，并且与上述的第十实施例的情况相同，能够有效地防止通过防碰撞安全系统进行自动转向时的转向转矩高、对动力转向装置14要求的辅助转矩高的情况下的辅助中断。

另外，由以上的说明可知，根据上述的第一至第十二实施例，按照转速富余Mpd或转矩富余Mat越小下转向轴40的每单位时间的角度变化限制值Δθplim越小的方式计算该角度变化限制值Δθplim，并根据需要修正目标角度θpt，以使目标角度变化量Δθpt的大小不会超过角度变化限制值Δθplim。

因此，能够防止当不可能发生辅助中断时目标角度θpt被不必要地修正，由此能够尽可能恰当地进行转向比的控制，并且与当有可能发生辅助中断时目标角度θpt不被修正的情况相比，能够可靠地减小下转向轴40的转速的大小，能够可靠地防止动力转向装置14由于左右前轮的转向驱动速度高而无法产生需要的辅助转矩。

另外，根据上述的各实施例，即使动力转向装置14不是大型且高输出的装置，也能够防止辅助中断，因此无需使动力转向装置成为大型且高输出的装置以防止驾驶者在低车速下进行大转向角的转向操作或者在中高车速下进行急剧的转向操作时的辅助中断，由此能够使包括动力转向装置和转向比可变装置的转向控制装置成为小型且低廉的装置。

另外，根据上述的各实施例，电源60是对动力转向装置14和转向比可变装置16共同的电源，动力转向装置和转向比可变装置均使用从电源供应的驱动电流而动作。当如上所述如紧急规避转向那样在中高车速下进行急剧的转向操作时或者如静态转向那样驾驶者在低车速下进行大转向角的转向操作时，能够降低转向比可变装置16的控制量，由此能够降低被消耗的电力。因此，能够可靠地降低动力转向装置14或转向比可变装置16由于电源60能够供应的电力下降而无法恰当地动作的可能性。

以上，针对特定的实施例详细地说明了本发明，但是勿庸置疑，本发明不受上述的实施例的限制，本领域技术人员能够在本发明的范围内以其他各种实施例来实施。

例如，在上述的各实施例中，基于辅助转矩Ta根据与图2的图形对应的映射图84来计算下转向轴40的最大允许转速θpdmax，并且基于转速θpd根据与图2的图形对应的映射图146来计算动力转向装置14的最大允许辅助转矩Tamax。但是，最大允许转速θpdmax和最大允许辅助转矩Tamax如在图28中以比表示最大值的线L处于原点侧的虚线L′所示，也可以被计算成为比实际的最大允许转速和最大允许辅助转矩有富余的值。

同样地，基于转速富余Mpd或者转矩富余Mat根据映射图116等来计算角度变化限制值Δθplim、Δθplimb、Δθplimc，使得转速富余Mpd或转矩富余Mat越大角度变化限制值Δθplim越大，但是这些映射图也可以被替换为与图29所示的图形对应的映射图，角度变化限制值Δθplim等也可以被计算成在转速富余Mpd或转矩富余Mat小时成为0。

另外，在上述的各实施例中，通过修正系数计算部86～90来计算针对电源60的电能供应能力的修正系数K1～K3，作为修正系数K1～K3的相乘值而被计算的修正系数Kb与最大允许转速θpdmax相乘，由此计算修正后的最大允许转速θpdmaxa，并且修正系数Kb与最大允许辅助转矩Tamax相乘，由此计算修正后的最大允许辅助转矩Tamaxa。

但是，也可以被修正成根据修正系数Kb来改变映射图84，使得如图30所示修正系数Kb越小最大允许转速θpdmaxa越小。同样地，也可以被修正成根据修正系数Kb来改变映射图146，使得如图31所示修正系数Kb越小最大允许辅助转矩Tamaxa越小。并且，也可以通过修正系数Kb来修正转速富余Mpd和转矩富余Mat。

另外，在上述的各实施例中，修正系数K4～K6与基本角度变化限制值Δθplimb、Δθplimc相乘，但是也可以被修正成这些修正系数与转速富余Mpd和转矩富余Mat相乘，并基于该修正后的转速富余Mpd和转矩富余Mat来计算角度变化限制值Δθplim。

另外，在上述的各实施例中，电源60是动力转向装置14和转向比可变装置16共同的电源，动力转向装置和转向比可变装置均使用从电源60供应的驱动电流来动作。但是，本发明也可以应用于从互不相同的电源对动力转向装置和转向比可变装置供应驱动电流的车辆。

另外，在上述的各实施例中，通过将转矩常数Tps与辅助电流Ips相乘来计算动力转向装置14的辅助转矩Ta，但是辅助转矩Ta也可以通过在本技术领域中公知的任意要领来计算。

另外，在上述的第四至第九实施例、第十一实施例、第十二实施例中，下转向轴40的转速θpd被计算为转向速度θd与目标转向齿轮比Rgt的倒数1/Rgt和转向速度θpd之积的和，但是转速θpd也可以通过在本技术领域中公知的任意要领来计算。另外，转速θpd可以基于动力转向装置14的电动机32的转速来推定，也可以是在下转向轴40上设置有转速传感器的情况下为其检测值。

另外，上述的第十实施例的结构也可以应用于第二实施例。即，也可以构成为：对由乘法器126计算的值K4K5Δθplimb分别通过乘法器162和168乘以修正系数K7和K8，协调器170对基本角度变化限制值Δθplimb和值K4K5K7K8Δθplimb进行协调。

同样地，上述的第十实施例的结构也可以应用于第三实施例。即，也可以构成为：对由乘法器130计算的值K6Δθplimb分别通过乘法器162和168乘以修正系数K7和K8，协调器170对基本角度变化限制值Δθplimb和值K6K7K8Δθplimb进行协调。

另外，上述的第十一实施例的结构也可以应用于第四实施例。即，也可以构成为：对由乘法器127计算的值K4K5Δθplimc分别通过乘法器163和169乘以修正系数K7和K8，协调器174对基本角度变化限制值Δθplimc和值K4K5K7K8Δθplimc进行协调。

同样地，上述的第十一实施例的结构也可以应用于第五实施例。即，也可以构成为：对由乘法器131计算的值K6Δθplimc分别通过乘法器163和169乘以修正系数K7和K8，协调器174对基本角度变化限制值Δθplimc和值K6K7K8Δθplimc进行协调。

另外，上述的第十二实施例的结构也可以应用于第八实施例。即，也可以构成为：对由乘法器126计算的值K4K5Δθplimb分别通过乘法器162和168乘以修正系数K7和K8，协调器170对基本角度变化限制值Δθplimb和值K4K5K7K8Δθplimb进行协调。另外，也可以构成为：对由乘法器127计算的值K4K5Δθplimc分别通过乘法器163和169乘以修正系数K7和K8，协调器174对基本角度变化限制值Δθplimc和值K4K5K7K8Δθplimc进行协调。

同样地，上述的第十二实施例的结构也可以应用于第九实施例。即，也可以构成为：对由乘法器130计算的值K6Δθplimb分别通过乘法器162和168乘以修正系数K7和K8，协调器170对基本角度变化限制值Δθplimb和值K6K7K8Δθplimb进行协调。另外，也可以构成为：对由乘法器131计算的值K6Δθplimc分别通过乘法器163和169乘以修正系数K7和K8，协调器174对基本角度变化限制值Δθplimc和值K6K7K8Δθplimc进行协调。

Claims (19)

1.一种车辆的转向控制装置，包括：电动式的动力转向装置，产生用于对转向轮进行转向驱动的转向辅助力；转向比可变装置，通过相对于由驾驶者的转向操作而驱动的输入部件相对地驱动输出部件来改变转向比，该转向比是转向轮的转向角改变运动量与驾驶者的转向操作量之比；以及控制单元，控制所述转向比可变装置；当从驾驶者的转向操作的传递路径观察时，所述转向比可变装置被配置在比所述动力转向装置靠所述输入部件的一侧，

所述车辆的转向控制装置的特征在于，

所述控制单元对基于所述转向比可变装置的、所述输出部件相对于所述输入部件的相对驱动速度的大小进行控制，使得在所述动力转向装置所需要的电力高时，与所述动力转向装置所需要的电力低时相比，减小所述相对驱动速度的大小。

2.如权利要求1所述的车辆的转向控制装置，其特征在于，

所述控制单元对基于所述转向比可变装置的、所述输出部件相对于所述输入部件的相对驱动速度的大小进行控制，使得所述转向轮的最大允许转向驱动速度和所述转向轮的实际的转向驱动速度之差的大小越小，则越减小所述相对驱动速度的大小，其中，所述最大允许转向驱动速度是在所述动力转向装置能够产生所需要的转向辅助力的情况下所述转向轮的转向驱动速度的最大值。

3.如权利要求2所述的车辆的转向控制装置，其特征在于，

所述控制单元设定所述相对驱动速度的限制值以使得该限制值在所述转向驱动速度之差的大小小时比在所述转向驱动速度之差的大小大时小，当基于所述转向比可变装置的所述相对驱动速度的大小超过所述限制值时，所述控制单元将所述相对驱动速度的大小限制为所述限制值，而当基于所述转向比可变装置的所述相对驱动速度的大小小于等于所述限制值时，所述控制单元不限制所述相对驱动速度的大小。

4.如权利要求1所述的车辆的转向控制装置，其特征在于，

所述控制单元对基于所述转向比可变装置的、所述输出部件相对于所述输入部件的相对驱动速度的大小进行控制，将所述转向轮以所需要的转向驱动速度被转向时所述动力转向装置能够产生的转向辅助力中的最大值作为最大允许转向辅助力，使得该最大允许转向辅助力和所述动力转向装置的实际的转向辅助力之差的大小越小，则越减小所述相对驱动速度的大小。

5.如权利要求4所述的车辆的转向控制装置，其特征在于，

所述控制单元设定所述相对驱动速度的限制值以使得该限制值在所述转向辅助力之差的大小小时比在所述转向辅助力之差的大小大时小，当基于所述转向比可变装置的所述相对驱动速度的大小超过所述限制值时，所述控制单元将所述相对驱动速度的大小限制为所述限制值，而当基于所述转向比可变装置的所述相对驱动速度的大小小于等于所述限制值时，所述控制单元不限制所述相对驱动速度的大小。

6.如权利要求1所述的车辆的转向控制装置，其特征在于，

所述控制单元设定所述相对驱动速度的第一限制值以使得所述动力转向装置能够产生所需要的转向辅助力的所述转向轮的转向驱动速度中的最大值和所述转向轮的实际的转向驱动速度之差的大小越小，则该第一限制值越小，并且所述控制单元设定所述相对驱动速度的第二限制值以使得所述转向轮以所需要的转向驱动速度被转向时所述动力转向装置能够产生的转向辅助力中的最大值和所述动力转向装置的实际的转向辅助力之差的大小越小，则该第二限制值越小，所述控制单元将所述第一限制值和第二限制值中较小的值设定为最终的限制值，当基于所述转向比可变装置的所述相对驱动速度的大小超过所述最终的限制值时，所述控制单元将所述相对驱动速度的大小限制为所述最终的限制值，而当基于所述转向比可变装置的所述相对驱动速度的大小小于等于所述最终的限制值时，所述控制单元不限制所述相对驱动速度的大小。

7.如权利要求1、2或4中任一项所述的车辆的转向控制装置，其特征在于，

所述动力转向装置使用从电源供应的电能而动作，所述控制单元使所述相对驱动速度的大小的减小程度在所述电源能够供应的电能低时与所述电源能够供应的电能高时相比增大。

8.如权利要求1、2或4中任一项所述的车辆的转向控制装置，其特征在于，

所述控制单元使所述相对驱动速度的大小的减小程度在转向轮的转向角的大小大时与转向轮的转向角的大小小时相比增大。

9.如权利要求1、2或4中任一项所述的车辆的转向控制装置，其特征在于，

所述控制单元获取路面的摩擦系数的信息，并使所述相对驱动速度的大小的减小程度在路面的摩擦系数低时与路面的摩擦系数高时相比减小。

10.如权利要求1、2或4中任一项所述的车辆的转向控制装置，其特征在于，

所述动力转向装置使用从电源供应的电能而动作，所述控制单元使所述相对驱动速度的大小的减小程度在改变车辆的行进方向的紧急度高时与改变车辆的行进方向的紧急度低时相比减小，并且限制使用从所述电源供应的电能而动作的其他的装置的输出。

11.如权利要求1、2或4中任一项所述的车辆的转向控制装置，其特征在于，

所述控制单元获取车速的信息，并使所述相对驱动速度的大小在所述车速低时比在所述车速高时小。

12.如权利要求3或5所述的车辆的转向控制装置，其特征在于，

所述动力转向装置使用从电源供应的电能而动作，所述控制单元根据所述电源能够供应的电能来可变地设定所述限制值，使得所述限制值在所述电源能够供应的电能低时比在所述电源能够供应的电能高时小。

13.如权利要求6所述的车辆的转向控制装置，其特征在于，

所述动力转向装置使用从电源供应的电能而动作，所述控制单元根据所述电源能够供应的电能来可变地设定所述第一限制值、所述第二限制值以及所述最终的限制值中的至少一个限制值，使得所述至少一个限制值在所述电源能够供应的电能低时比在所述电源能够供应的电能高时小。

14.如权利要求3或5所述的车辆的转向控制装置，其特征在于，

所述控制单元获取车速的信息，并使所述限制值在所述车速低时比在所述车速高时小。

15.如权利要求6所述的车辆的转向控制装置，其特征在于，

所述控制单元获取车速的信息，并使所述第一限制值、所述第二限制值以及所述最终的限制值中的至少一个限制值在所述车速低时比在所述车速高时小。

16.如权利要求1、2或4中任一项所述的车辆的转向控制装置，其特征在于，

所述控制单元使所述相对驱动速度的大小在车速小于等于第一车速基准值且转向速度的大小大于等于第一转向速度基准值时比在车速高于所述第一车速基准值时或者在转向速度的大小小于所述第一转向速度基准值时小。

17.如权利要求16所述的车辆的转向控制装置，其特征在于，

所述控制单元设定所述相对驱动速度的限制值以使得该限制值在车速小于等于第一车速基准值且转向速度的大小大于等于第一转向速度基准值时比车速高于所述第一车速基准值时或者转向速度的大小小于所述第一转向速度基准值时小，当基于所述转向比可变装置的所述相对驱动速度的大小超过所述限制值时，所述控制单元将所述相对驱动速度的大小限制为所述限制值，而当基于所述转向比可变装置的所述相对驱动速度的大小小于等于所述限制值时，所述控制单元不限制所述相对驱动速度的大小。

18.如权利要求17所述的车辆的转向控制装置，其特征在于，

所述控制单元对所述相对驱动速度的大小进行控制，使得在车速大于等于比所述第一车速基准值大的第二车速基准值且转向速度的大小大于等于比所述第一转向速度基准值大的第二转向速度基准值时，与车速低于所述第二车速基准值时或者转向速度的大小小于所述第二转向速度基准值时相比，减小所述相对驱动速度的大小。

19.如权利要求18所述的车辆的转向控制装置，其特征在于，

所述控制单元将第二车速基准值设为比所述第一车速基准值大的值，并将所述第二转向速度基准值设为比所述第一转向速度基准值大的值，设定所述相对驱动速度的限制值以使得该限制值在车速大于等于所述第二车速基准值且转向速度的大小大于等于所述第二转向速度基准值时，比在车速低于所述第二车速基准值时或者在转向速度的大小小于所述第二转向速度基准值时小，当基于所述转向比可变装置的所述相对驱动速度的大小超过所述限制值时，所述控制单元将所述相对驱动速度的大小限制为所述限制值，而当基于所述转向比可变装置的所述相对驱动速度的大小小于等于所述限制值时，所述控制单元不限制所述相对驱动速度的大小。

Images