CN107856736B - 转向操纵控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够极力抑制执行在以转向操纵角要超过上限值的方式操作方向盘的处理时将切换装置从切断状态切换为传递状态的转向操纵控制装置。在从方向盘向转向轮的动力传递被切断的状态下，在最大值选择处理电路中，将转向角和转向操纵角中的最大值输出给限制用反力设定处理电路。限制用反力设定处理电路在最大值的大小为限制开始阈值以上的情况下，使限制用反力急剧增大。操作信号生成处理电路控制反力马达以便成为与限制用反力对应的反力指令值。在最大值的大小为接合用阈值以上的情况下，使离合器接合而使转向轮侧的反力传递至方向盘。

Description

转向操纵控制装置

本发明将在2016年9月21日提交的日本专利申请第2016-184259号的公开内容，包括其说明书、附图以及摘要，通过引用方式全部纳入本文中。

技术领域

本发明涉及以转向操纵装置为操作对象的转向操纵控制装置，该转向操纵装置具备切换从方向盘向转向轮的动力的传递状态以及切断状态的切换装置、在上述切断状态下能够对上述方向盘赋予转向操纵反力的反力致动器、以及使上述转向轮转向的转向致动器。

背景技术

例如在日本专利第4725132号公报中记载了通过将备用离合器(切换装置)释放而成为方向盘与转向轮之间的动力的切断状态时，通过反力致动器对方向盘赋予反力的线控转向系统中的控制装置。若转向轮的转向角到达极限角附近，则该控制装置输出备用离合器的接合指令，并且在直到备用离合器成为接合状态(动力的传递状态)为止的期间，进行随着时间的推移递增反力致动器对方向盘施加的反力的处理。

然而，在如上述那样使离合器接合的情况下，存在用户经由方向盘感知备用离合器被接合等驾驶感降低的顾虑。

发明内容

本发明的目的之一在于提供在执行抑制以转向操纵角要超过上限值的方式操作转向的处理时，能够极力抑制将切换装置从切断状态切换为传递状态的转向操纵控制装置。

本发明的一个方式是对转向操纵装置进行控制，上述转向操纵装置具备切换从方向盘向转向轮传递动力的传递状态以及切断动力的切断状态的切换装置、在上述切断状态下能够对上述方向盘赋予转向操纵反力的反力致动器、以及使上述转向轮转向的转向致动器，其中，包括：存储器，存储控制软件；以及硬件装置，执行上述控制软件；上述转向操纵控制装置执行如下处理：限制处理，在上述切断状态下上述方向盘的转向操纵所产生的转向操纵角的大小达到第一阈值的情况下，操作上述反力致动器，将用于限制上述转向操纵角的大小进一步变大的反力亦即限制用反力赋予给上述方向盘；以及传递处理，在上述转向操纵角的大小为比上述第一阈值大的第二阈值以上的情况下，操作上述切换装置来从上述切断状态切换为上述传递状态。

在上述结构中，在转向操纵角达到第一阈值的情况下，赋予限制用反力来限制转向操纵角进一步变大。由此，由于用户感知到转向操纵角位于最大值附近，所以抑制以转向操纵角的大小进一步变大的方式操作方向盘。而且，在尽管如此由于用户进一步增大转向操纵角的大小从而转向操纵角成为第二阈值以上的情况下，将切换装置切换为传递状态，以实现将来自转向轮侧的反力赋予给转向来限制转向操纵角的大小进一步变大。因此，能够极力抑制在执行抑制以转向操纵角要超过上限值的方式操作方向盘的处理时将切换装置从切断状态切换为传递状态。

附图说明

通过以下参照附图对本发明的实施方式进行描述，本发明的上述和其它特征及优点会变得更加清楚，附图中，附图标记表示本发明的部件。

图1是表示第一实施方式所涉及的转向操纵控制装置以及其操作对象的图。

图2是第一实施方式所涉及的框图。

图3是表示第一实施方式所涉及的转向操纵角阈值以及转向角阈值的图。

图4是表示第一实施方式所涉及的与离合器的接合以及切断有关的处理的顺序的流程图。

图5是表示第二实施方式所涉及的与离合器的接合以及切断有关的处理的顺序的流程图。

图6是表示第三实施方式所涉及的与离合器的接合以及切断有关的处理的顺序的流程图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的转向操纵控制装置所涉及的第一实施方式进行说明。如图1所示，在本实施方式所涉及的转向操纵装置1中，方向盘(steering wheel)10与赋予抵抗方向盘10的操作的力亦即反力的反力致动器20连接。反力致动器20具备被固定于方向盘10的转向轴22、反力侧减速机24、在反力侧减速机24连结有旋转轴26a的反力马达26、以及驱动反力马达26的逆变器28。此处，反力马达26是表面永磁同步电动机(SPMSM)。

转向轴22能够经由离合器12与转向致动器40的小齿轮轴42连结。需要说明的是，在本实施方式中，离合器12是不通电时传递动力的常闭式离合器。

转向致动器40是具备第一齿条齿轮机构48、第二齿条齿轮机构52的双小齿轮型的转向致动器，还具备SPMSM(转向侧马达56)以及逆变器58。第一齿条齿轮机构48具备具有规定的交叉角而配置的齿条轴46和小齿轮轴42，形成于齿条轴46的第一齿条齿46a与形成于小齿轮轴42的小齿轮齿42a啮合。需要说明的是，在齿条轴46的两端经由横拉杆连结有转向轮30。

第二齿条齿轮机构52具备具有规定的交叉角而配置的齿条轴46以及小齿轮轴50，形成于齿条轴46的第二齿条齿46b与形成于小齿轮轴50的小齿轮齿50a啮合。

小齿轮轴50经由转向侧减速机54与转向侧马达56的旋转轴56a连接。在转向侧马达56连接有逆变器58。需要说明的是，齿条轴46被收容在齿条壳体44中。

在方向盘10连结有螺旋电缆装置60。螺旋电缆装置60具备被固定于方向盘10的第一壳体62、被固定于车体的第二壳体64、被收容在由第一壳体62以及第二壳体64划分出的空间中且被固定于第二壳体64的筒状部件66、以及卷绕于筒状部件66的螺旋电缆68。在筒状部件66中插入转向轴22。螺旋电缆68是将被固定于方向盘10的喇叭70和被固定于车体的电池72等连接的电布线。

控制装置80通过操作具备反力致动器20以及转向致动器40的转向操纵装置1而执行根据方向盘10的操作来使转向轮30转向的控制。即，在本实施方式中，通过反力致动器20以及转向致动器40来实现线控转向系统，控制装置80通常执行将离合器12维持为切断状态，并且根据方向盘10的操作来使转向轮30转向的控制。此时，控制装置80获取由转向操纵侧传感器92检测出的反力马达26的旋转轴26a的旋转角度θs0、由转矩传感器94检测出的施加给转向轴22的转向操纵转矩Trqs。另外，控制装置80获取由转向侧传感器90检测出的转向侧马达56的旋转轴56a的旋转角度θt0、由车速传感器96检测出的车速V。

详细而言，控制装置80具备中央处理装置(CPU82)以及存储器84，通过CPU82执行存储在存储器84中的程序来操作转向致动器40、反力致动器20。

图2表示控制装置80所执行的处理的一部分。图2所示的处理是将通过CPU82执行存储在存储器84中的程序而实现的处理的一部分按照实现的处理的每个种类来记载的处理。

积算处理电路M2将由转向操纵侧传感器92检测出的旋转角度θs0和由转向侧传感器90检测出的旋转角度θt0转换为比0～360°宽的角度区域的数值并作为旋转角度θs、θt。即，例如在对方向盘10进行从使车辆前进的中立位置向右侧或者左侧最大限度旋转操作的情况下，旋转轴26a超过360°而旋转。因此，在积算处理电路M2中，例如在旋转轴26a从方向盘10处于中立位置的状态起向规定方向旋转2圈的情况下，将输出值设为720°。需要说明的是，积算处理电路M2将中立位置上的输出值设为零。

计量单位设定处理电路M4对实施了积算处理电路M2的处理的转向操纵侧传感器92的输出值乘以换算系数Ks来计算转向操纵角θh，对实施了积算处理电路M2的处理的转向侧传感器90的输出值乘以换算系数Kt来计算转向角θp。此处，换算系数Ks是根据反力侧减速机24与反力马达26的旋转轴26a的旋转速度比来规定的，由此，将旋转轴26a的旋转角度θs的变化量转换为方向盘10的旋转量。因此，转向操纵角θh为以中立位置为基准的方向盘10的旋转角度。另外，换算系数Kt为转向侧减速机54与转向侧马达56的旋转轴56a的旋转速度比和小齿轮轴50与小齿轮轴42的旋转速度比的乘积。由此，将旋转轴56a的旋转量转换为假定为离合器12被接合的情况下的方向盘10的旋转量。

需要说明的是，对于图2中的处理，旋转角度θs、θt、转向操纵角θh以及转向角θp是规定方向的旋转角度的情况下为正，是相反方向的旋转角度的情况下为负。即，例如积算处理电路M2在从方向盘10处于中立位置的状态起旋转轴26a与规定方向相反地旋转的情况下，将输出值设为负的值。但这只不过是控制系统的逻辑的一个例子。尤其是在本说明书中，旋转角度θs、θt、转向操纵角θh以及转向角θp较大是指从中立位置的变化量较大。换言之，如上述那样能够取正负的值的参数的绝对值较大。

辅助转矩设定处理电路M6基于转向操纵转矩Trqs来设定辅助转矩Trqa*。转向操纵转矩Trqs越大，辅助转矩Trqa*被设定为越大的值。加法处理电路M8对辅助转矩Trqa*加上转向操纵转矩Trqs并输出。

反力设定处理电路M10设定抵抗方向盘10的旋转的力亦即反力Fir。详细而言，反力设定处理电路M10通过基础反力设定处理电路M10a来设定与方向盘10的操作对应的基础反力Fib，同时通过限制用反力设定处理电路M10b在方向盘10的旋转量接近允许最大值的情况下，设定抵抗方向盘10被进一步向上限值侧操作的反力亦即限制用反力Fie。而且，反力设定处理电路M10通过加法处理电路M10c将基础反力Fib和限制用反力Fie相加，并将所得的值作为反力Fir而输出。

偏差计算处理电路M12输出从加法处理电路M8的输出减去反力Fir所得的值。转向操纵角指令值计算处理电路M20基于偏差计算处理电路M12的输出值来设定转向操纵角指令值θh*。此处，利用以将偏差计算处理电路M12的输出值Δ和转向操纵角指令值θh*建立关系的以下的式子(c1)表达的模型式。

Δ＝C·θh*’+J·θh*” (c1)

以上述的式子(c1)表达的模型是在方向盘10和转向轮30机械连结的转向操纵装置中规定齿条轴46的轴向力与旋转角度的关系的模型。在上述的式子(c1)中，粘性系数C是将转向操纵装置的摩擦等模型化的系数，惯性系数J是将转向操纵装置的惯性模型化的系数。此处，根据车速V对粘性系数C以及惯性系数J进行可变设定。

转向操纵角反馈处理电路M22设定反馈转矩Trqr1*来作为用于将转向操纵角θh反馈控制到转向操纵角指令值θh*的操作量。具体而言，将以从转向操纵角指令值θh*减去转向操纵角θh所得的值为输入的比例要素、积分要素以及微分要素的各自的输出值之和设为反馈转矩Trqr1*。

加法处理电路M24将转向操纵角反馈处理电路M22输出的反馈转矩Trqr1*和辅助转矩设定处理电路M6输出的辅助转矩Trqa*的和作为针对反力马达26的转矩指令值(反力指令值Trqr*)而输出。

操作信号生成处理电路M26基于反力指令值Trqr*来生成逆变器28的操作信号MSs并输出给逆变器28。这例如能够通过基于反力指令值Trqr*来设定q轴电流的指令值，并设定dq轴的电压指令值来作为用于将dq轴的电流反馈控制到指令值的操作量的公知的电流反馈控制来实现。需要说明的是，d轴电流可以控制为零，但在反力马达26的旋转速度较大的情况下，也可以将d轴电流的绝对值设定为比零大的值并执行磁场削弱控制。当然，在低旋转速度区域中也可以将d轴电流的绝对值设定为比零大的值。

舵角比可变处理电路M28基于转向操纵角指令值θh*来设定用于对转向操纵角θh与转向角θp之比亦即舵角比进行可变设定的目标动作角θa*。加法处理电路M30通过对转向操纵角指令值θh*加上目标动作角θa*来计算转向角指令值θp*。

转向角反馈处理电路M32设定转向侧马达56生成的转向转矩指令值Trqt*来作为用于将转向角θp反馈控制到转向角指令值θp*的操作量。具体而言，将以从转向角指令值θp*减去转向角θp所得的值为输入的比例要素、积分要素以及微分要素的各自的输出值之和设为转向转矩指令值Trqt*。

操作信号生成处理电路M34基于转向转矩指令值Trqt*来生成逆变器58的操作信号MSt并输出给逆变器58。这能够与由操作信号生成处理电路M26进行的操作信号的生成处理相同地进行。

最大值选择处理电路M36选择转向操纵角θh和转向角θp中大小(绝对值)较大的那一方的值(最大值θe)并输出。

上述基础反力设定处理电路M10a将转向角指令值θp*作为输入。另一方面，上述限制用反力设定处理电路M10b将最大值θe作为输入来设定限制用反力Fie。这是用于在齿条轴46在轴向位移而齿条轴46的端部与齿条壳体44接触前一刻和方向盘10从螺旋电缆68旋转到规定的上限值前一刻这双方中，针对方向盘10对抵抗进一步增大转向操纵角的大小(绝对值)的力进行增加控制的设定。在下文中，对此进行说明。

图3表示转向操纵角θh以及转向角θp的各自的上限值θhH、θpH的关系。如图所示，在本实施方式中，转向操纵角θh的上限值θhH和转向角θp的上限值θpH成为几乎相等的值。这通过计量单位设定处理电路M4对转向操纵角θh以及转向角θp的计量单位的设定来实现。即，在本实施方式中，在离合器12为接合状态的情况下，为了当齿条轴46在轴向位移直至与齿条壳体44接触为止时，能够使方向盘10再稍微旋转，而使螺旋电缆68的长度稍微具有余量。因此，通过计量单位设定处理电路M4，将转向操纵角θh设为方向盘10的旋转角度，将转向角θp设为将目标动作角θa*假定为零时的方向盘10的旋转角度，由此转向操纵角θh的上限值θhH和转向角θp的上限值θpH成为几乎相等的值。

因此，在本实施方式中，对转向操纵角θh以及转向角θp设置限制开始阈值θ1，在转向操纵角θh的大小达到上限值θhH前且转向角θp的大小达到上限值θpH前对方向盘10的反力进行增加控制。图2所示的限制用反力设定处理电路M10b具备规定了最大值θe的大小与限制用反力Fie的关系的映射。对于该映射，最大值θe的大小因成为限制开始阈值θ1以上而大于零，尤其是设定能够使用户感知若超过限制开始阈值θ1而在一定程度上较大，则以进一步增大转向操纵角θh的大小的方式操作方向盘10较困难的较大的值。需要说明的是，图2中仅示出随着最大值θe从零向规定的旋转方向变大，限制用反力Fie变大，但即使在向与规定的旋转方向相反的方向变大的情况下，限制用反力Fie的绝对值也变大。其中，图2的处理中的限制用反力Fie在与规定的旋转方向相反的方向的情况下为负。

在本实施方式中，控制装置80在对方向盘10赋予限制用反力Fie时，在规定的条件下，执行使离合器12接合的处理。在下文中，对此进行说明。

图4表示离合器12的接合以及切断的处理顺序。图4所示的处理通过CPU82按照规定周期反复执行存储器84中所存储的程序来实现。需要说明的是，以下的处理在由于转向操纵装置1的异常等而不是离合器12被接合的状态的情况下执行。换言之，图4所示的处理是将在该处理中使离合器12接合以前，离合器12为释放状态作为前提的处理。此外，以下通过将“S”标注在前端的数字来标记步骤编号。

在图4所示的一系列的处理中，CPU82首先判定反力辅助标志F是否为1(S10)。反力辅助标志F为1是指以下逻辑命题的逻辑积为真：i)将与限制用反力Fie对应的反力赋予给方向盘10时离合器12被切换为接合状态；ii)在离合器12接合后未成为释放状态。另一方面，反力辅助标志F为0是指上述逻辑积为假。CPU82在判定为反力辅助标志F是零的情况下(S10：否)，判定最大值θe的大小是否在比限制开始阈值θ1大的接合用阈值θ2以上(S12)。该处理是在限制用反力Fie的赋予时，判定是否将离合器12切换为接合状态的处理。然后，CPU82在判定为是接合用阈值θ2以上的情况下(S12：是)，执行使离合器12接合的传递处理(S14)。具体而言，由于离合器12是常闭型的，所以停止针对离合器12的通电处理。然后，CPU82将反力辅助标志F设为1(S16)。

另一方面，CPU82在判定为反力辅助标志F是1的情况下(S10：是)，判定最大值θe的大小是否在限制开始阈值θ1以下的释放用阈值θ3以下(S18)。该处理是判定是否将离合器12从接合状态切换为释放状态的处理。然后，CPU82在判定为最大值θe大于释放用阈值θ3的情况下(S18：否)，鉴于处于离合器12的接合期间，而将目标动作角θa*设为固定值(S20)。该处理是停止舵角比可变处理电路M28对舵角比的可变设定处理的处理。具体而言，例如为将从离合器12从释放状态切换到接合状态的时刻的转向角θp减去该时刻的转向操纵角θh所得的值代入目标动作角θa*的处理即可。

另一方面，CPU82在判定为最大值θe为释放用阈值θ3以下的情况下(S18：是)，使离合器12为释放状态(S22)。然后，CPU82将反力辅助标志F设为零(S24)。

需要说明的是，CPU82在S16、S20、S24的处理完成的情况下或在S12中进行否定判定的情况下，暂时结束图4所示的一系列的处理。

以下对本实施方式的作用进行说明。CPU82在最大值θe为限制开始阈值θ1以上的情况下，通过反力致动器20对方向盘10赋予与限制用反力Fie对应的反力。由此，能够使用户感知抵抗方向盘10的操作的力急剧地变大，转向操纵角接近极限值。

在尽管赋予限制用反力Fie，也以转向操纵角的大小进一步变大的方式操作方向盘10的情况下，意味着转向操纵转矩Trqs高于通过限制用反力Fie而赋予给方向盘10的转矩。该情况下，CPU82使离合器12接合。由此，对方向盘10施加与齿条轴向力对应的反力。此处，虽然转向角θp的大小较大的情况下的齿条轴向力取决于悬架几何的设定，但通常比转向角θp的大小较小的情况大。因此，即使在转向操纵转矩Trqs大于反力致动器20能够生成的转矩的情况下，通过使离合器12接合来使齿条轴向力传递至方向盘10，从而根据转向操纵转矩Trqs而以增大转向操纵角的大小的方式进一步操作方向盘10较困难。并且，在齿条轴46与齿条壳体44接触的情况下，齿条轴46不能再进行更多的位移。因此，能够避免方向盘10被进一步增大地旋转的状况，能够使方向盘10的旋转停止。

并且，在本实施方式中，在转向操纵角θh的大小变大的情况下，在进行离合器12的接合之前，赋予了限制用反力Fie。因此，通过用户感知限制用反力Fie的赋予，容易抑制输入过度大的转向操纵转矩Trqs而以转向操纵角的大小进一步变大的方式操作方向盘10。因此，能够抑制发生使离合器12接合的状况。此处，由于限制用反力Fie是通过控制由反力致动器20生成的力，所以通过限制用反力Fie的赋予而不容易在方向盘10的操作上产生不协调感。另一方面，在使离合器12接合的情况下，由于离合器12的接合时的冲击、离合器12的接合前后的转向操纵装置1的机械变化，方向盘10的操作容易产生不协调感。

根据以上说明的本实施方式，获得以下所记载的效果。

(1)在方向盘10设置与方向盘10一体地旋转的螺旋电缆装置60。该情况下，尽管最大值θe成为限制开始阈值θ1以上而赋予了限制用反力Fie，但在用户对方向盘10输入较大的转矩欲增大转向操纵角θh的绝对值时，如果不使离合器12接合，则有可能导致螺旋电缆68的可靠性的降低。即，即使螺旋电缆68的长度为最大但依旧施加欲使螺旋电缆68伸长的力，由此有可能导致螺旋电缆68的可靠性的降低。因此，使离合器12接合的处理的利用价值特别大。

(2)在离合器12的接合状态下，在最大值θe为释放用阈值θ3以下的情况下，使离合器12释放，使释放用阈值θ3为限制开始阈值θ1以下。由此，能够抑制产生离合器12的接合处理和释放处理重复的波动现象。

以下，以与第一实施方式的不同点为中心，参照附图对第二实施方式进行说明。

图5表示本实施方式所涉及的离合器12的接合以及切断的处理顺序。图5所示的处理通过CPU82按照规定周期反复执行存储器84中所存储的程序来实现。需要说明的是，图5所示的处理是代替图4所示的处理的，尤其是对于与图4的处理对应的步骤，为了便于说明，标注相同的步骤编号来省略其说明。

在图5所示的一系列处理中，CPU82在判定为反力辅助标志F是1的情况下(S10：是)，判定转向操纵转矩Trqs的大小是否在转矩阈值Trqth以下(S18a)。该处理是判定是否使离合器12释放的处理。此处，转矩阈值Trqth被设定为比在最大值θe为限制开始阈值θ1以上的区域中进一步扩大转向操纵角θh的大小所需的转矩的下限值小的值。换言之，被设定为比能够抵抗限制用反力Fie的赋予处理而进一步增大转向操纵角θh的大小的转矩的下限值小的值。

然后，CPU82在判定为是转矩阈值Trqth以下的情况下(S18a：是)，使离合器12释放(S22)，另一方面，在判定为大于转矩阈值Trqth的情况下(S18a：否)，移至S20的处理。

以下，以与第一实施方式的不同点为中心，参照附图对第三实施方式进行说明。

在上述第一实施方式的情况下，认为在最大值θe达到接合用阈值θ2时的舵角比中，转向角θp与上限值θpH之差的绝对值小于转向操纵角θh与上限值θhH之差的绝对值的情况下，在螺旋电缆68延长前齿条轴46与齿条壳体44接触。而且在该情况下，转向操纵角θh的大小因齿条轴46与齿条壳体44接触而被限制，所以避免大到使螺旋电缆68的可靠性降低的力被施加给螺旋电缆68的状况。尽管如此，但在继续赋予限制用反力Fie的情况下，反力马达26的发热量有可能不必要地变大。

因此，在本实施方式中，代替图4的处理而执行图6的处理。

图6表示本实施方式所涉及的离合器12的接合以及切断的处理顺序。图6所示的处理通过CPU82按照规定周期反复执行存储器84中所存储的程序来实现。需要说明的是，图6所示的处理是代替图4所示的处理的，尤其是对于与图4的处理对应的步骤，为了便于说明，标注相同的步骤编号来省略其说明。

在图6所示的一系列处理中，CPU82在判定为反力辅助标志F是1的情况下(S10：是)，判定转向角θp与上限值θpH之差的绝对值是否在转向操纵角θh与上限值θhH之差的绝对值以下(S30)。该处理是用于判定是否执行使限制用反力Fie递减的处理的处理。CPU82在判定为是转向操纵角θh与上限值θhH之差的绝对值以下的情况下(S30：是)，使限制用反力Fie的大小减少规定量ΔFie(S32)。需要说明的是，由于限制用反力Fie的大小的最小值为零，所以CPU82在限制用反力Fie的大小小于规定量ΔFie的情况下，在S32的处理中，将限制用反力Fie设为零。而且，CPU82在S32的处理完成的情况下或在S30中进行否定判定的情况下，移至S18的处理。

此处，对本实施方式的作用进行说明。在最大值θe为限制开始阈值θ1以上的情况下，CPU82控制反力马达26的转矩，以成为根据限制用反力Fie所设定的反力指令值Trqr*。之后，CPU82在最大值θe为接合用阈值θ2以上的情况下，使离合器12接合。在这之后，CPU82以判定为转向角θp与上限值θpH之差的绝对值为转向操纵角θh与上限值θhH之差的绝对值以下为条件，使限制用反力Fie递减至零。由此，能够减少反力马达26、逆变器28的发热量。并且，该情况下，在螺旋电缆68伸长前齿条轴46与齿条壳体44接触，从而无法对方向盘10进行旋转操作。因此，抑制反力致动器20的功耗，并且能够抑制产生转向操纵角θh大到使螺旋电缆68的可靠性降低的状况。

上述实施方式中的事项与权利要求所记载的事项的对应关系如下。

切换装置与离合器12对应。限制处理与限制用反力设定处理电路M10b、加法处理电路M10c、偏差计算处理电路M12、转向操纵角指令值计算处理电路M20、转向操纵角反馈处理电路M22、加法处理电路M24以及操作信号生成处理电路M26的处理对应。传递处理与S14的处理对应，转向操纵控制装置与控制装置80对应。第一阈值与最大值θe成为限制开始阈值θ1时的转向操纵角θh对应，第二阈值与最大值θe成为接合用阈值θ2时的转向操纵角θh对应。需要说明的是，赋予给方向盘的限制用反力的大小与根据反力侧减速机24的减速比对反力指令值Trqr*中的限制用反力Fie的贡献成分进行变换所得的值对应。

舵角比可变处理与舵角比可变处理电路M28的处理对应，转向操纵角获取处理以及转向角获取处理与积算处理电路M2的处理以及计量单位设定处理电路M4的处理对应。

转向侧设备与螺旋电缆装置60对应，外部侧设备与电池72对应。递减处理与S30、S32的处理对应。

需要说明的是，可以如以下那样变更上述实施方式的各事项的至少一个。

对于离合器接合时的转向操纵装置1的操作，在上述实施方式中，在使离合器12接合的情况下，固定目标动作角θa*，并且基本上继续图2所示的处理，但并不限于此。例如可以将反力指令值Trqr*设为零，并且将转向转矩指令值Trqt*设为从通过与辅助转矩设定处理电路M6的处理同样的处理根据转向操纵转矩Trqs所决定的转矩减去通过与限制用反力设定处理电路M10b同样的处理根据转向角θp所决定的限制用反力Fie所得的值。

另外，例如在将反力指令值Trqr*设为零的情况下，对于转向转矩指令值Trqt*，可以设为转向角θp的反馈控制的操作量，代替根据转向操纵转矩Trqs基于开环控制来计算。即，可以在与图2中设定转向操纵角指令值θh*的处理同样的处理中，将反力设定处理电路M10的输入的转向角指令值θp*替换为转向角θp，将最终的输出值从转向操纵角指令值θh*替换为转向角指令值θp*，为了将转向角θp反馈控制到该转向角指令值θp*而设定转向转矩指令值Trqt*。而且，例如可以将反馈控制的操作量与上述开环控制的操作量之和设为转向转矩指令值Trqt*。

另外，例如可以将转向转矩指令值Trqt*设为零，并且将反力指令值Trqr*设为从辅助转矩Trqa*减去限制用反力Fie所得的值。需要说明的是，该情况下，可以相对于离合器12的接合前变更辅助转矩设定处理电路M6决定的转向操纵转矩Trqs与辅助转矩Trqa*的关系。

而且，例如可以将从通过与辅助转矩设定处理电路M6的处理同样的处理根据转向操纵转矩Trqs所决定的转矩减去限制用反力Fie所得的转矩值A分配为反力指令值Trqr*和转向转矩指令值Trqt*。但是，此处“将A分配为反力指令值Trqr*和转向转矩指令值Trqt*”并不是指Trqr*+Trqt*＝A，而例如指如下情况。即，是指例如在将A设为具有旋转轴26a的转矩的大小的量的情况下，通过根据旋转轴56a与旋转轴26a的旋转速度比来变换转向转矩指令值Trqt*而与旋转轴26a的转矩相当的值与反力指令值Trqr*之和成为A。

对于递减处理，在上述第三实施方式中，使限制用反力Fie的大小递减至零，但并不限于此。例如也可以是递减至比零大的规定值的处理。

像有关下述的限制开始阈值的栏所记载那样，不管是通过舵角比可变处理电路M28所设定的任何的舵角比，如果将转向角控制为转向角阈值以下，则在螺旋电缆68不发生延长的情况下，可以从图6的处理中删除S30的处理。

对于转向角指令值、转向操纵角指令值的设定，可以设置转向角指令值计算处理电路，该转向角指令值计算处理电路代替图2的处理，例如基于偏差计算处理电路M12的输出值，通过与转向操纵角指令值计算处理电路M20的处理同样的处理来计算转向角指令值θp*。该情况下，将从转向角指令值θp*减去目标动作角θa*所得的值设为转向操纵角指令值θh*即可。

在转向操纵角指令值计算处理电路M20中，可以代替使用以上述的式子(c1)表达的模型式来设定转向操纵角指令值θh*，而使用以以下的式子(c2)表达的模型式。

Δ＝K·θh*+C·θh*’+J·θh*” (c2)

此处，弹簧系数K是将车辆的影响模型化的值，根据悬架、车轮定位等的规格来决定。需要说明的是，在不经由转向操纵角指令值θh*而基于模型来设定转向角指令值θp*的上述的变形例中，在上述(c1)、(c2)中，将转向操纵角指令值θh*替换为转向角指令值θp*即可。

对于转向操纵角获取处理以及转向角获取处理，并不限于获取转向角θp和转向操纵角θh的处理。例如可以代替转向角θp而获取转向角指令值θp*，另外例如可以代替转向操纵角θh而获取转向操纵角指令值θh*，还例如可以代替转向角指令值θp*和转向操纵角指令值θh*的各个来获取转向角θp和转向操纵角θh。其中，优选在例如将对转向操纵角指令值θh*加上目标动作角θa*所得的值设为转向角指令值θp*的情况下，反力辅助标志F从零切换为1时，将从切换的时刻的转向角指令值θp*减去该时刻的转向操纵角指令值θh*所得的值代入目标动作角θa*。当然，也可以取而代之而执行S20的处理。

对于限制开始阈值，也可以如以下那样操作。

(a)对于与限制开始阈值θ1的比较对象，在上述实施方式中，将转向操纵角以及转向角这一对参数作为与限制开始阈值θ1的比较对象，但并不限于此。例如在四轮转向操纵车中，可以是前轮侧的转向角、后轮侧的转向角和转向操纵角这3个参数。该情况下，代替最大值选择处理电路M36而选择3个参数的最大值θe即可。

另外，也可以仅是一个参数。即，例如使螺旋电缆68具有余量，不管是通过舵角比可变处理电路M28所设定的任何的舵角比，只要将转向角控制为转向角阈值以下，如果螺旋电缆68未延长，则可以仅将转向角作为参数。另外，例如螺旋电缆68没有余量，不管通过舵角比可变处理电路M28所设定的任何的舵角比，只要将转向操纵角控制为转向操纵角阈值以下，如果齿条轴46没有与齿条壳体44接触，则可以仅将转向操纵角作为参数。但是，能够更可靠地抑制螺旋电缆68的可靠性的降低，不管是通过舵角比可变处理电路M28所设定的任何的舵角比，只要将转向角控制为转向角阈值以下，那么优选为螺旋电缆68不延长的设定。

并且，像有关螺旋电缆装置的段落所记载那样，在不具备螺旋电缆68的情况下，可以仅将转向角作为参数。

(b)对于限制开始阈值的设定，并不限于将转向操纵角阈值以及转向角阈值设为共用的阈值。例如也可以代替限制用反力设定处理电路M10b而具备在转向操纵角θh或者转向操纵角指令值θh*接近转向操纵角阈值的情况下将第一限制用反力设定为较大的值的处理电路和在转向角θp或者转向角指令值θp*接近转向角阈值的情况下将第二限制用反力设定为较大的值的处理电路。该情况下，将第一限制用反力与第二限制用反力之和或者较大的那一方设为限制用反力Fie即可。需要说明的是，即使在该情况下，第一阈值也成为转向操纵角阈值和当前的舵角比中的与转向角阈值对应的转向操纵角中的较小的那一方。

对于转向操纵角反馈处理电路，并不限于根据以从转向操纵角指令值θh*减去转向操纵角θh所得的值为输入的比例要素、积分要素以及微分要素的各自的输出值之和来计算反馈转矩Trqr1*。例如也可以根据以从转向操纵角指令值θh*减去转向操纵角θh所得的值为输入的比例要素以及微分要素的各自的输出值之和来计算反馈转矩Trqr1*。

对于反力马达的指令值，在上述实施方式中，将反馈转矩Trqr1*以及辅助转矩Trqa*之和设为针对反力马达26的指令值，但并不限于此。例如可以将反馈转矩Trqr1*设为针对反力马达26的指令值。

对于转向角反馈处理电路，并不限于根据以从转向角指令值θp*减去转向角θp所得的值为输入的比例要素、积分要素以及微分要素的各自的输出值之和来计算反馈操作量(转向转矩指令值Trqt*)。例如也可以根据以从转向角指令值θp*减去转向角θp所得的值为输入的比例要素以及微分要素的各自的输出值之和来计算反馈操作量。

在转向致动器中，作为转向侧马达56，并不限于SPMSM，例如可以使用IPMSM，而且并不限于同步机，例如也可以是感应电机。另外，作为转向致动器，并不限于双小齿轮型的。例如也可以采用齿条交叉型(注册商标)的转向致动器、齿条并行型(注册商标)、齿条同轴型的转向致动器等。

对于转向操纵控制装置，并不限于具备CPU82和存储器84而执行软件处理的装置。例如也可以具备对上述实施方式中软件处理的至少一部进行硬件处理的专用硬件电路(例如ASIC等)。即，转向操纵控制装置为以下的(a)～(c)的任意一个结构即可。(a)具备按照程序来执行上述处理的全部的处理装置和存储程序的存储器。(b)具备按照程序来执行上述处理的一部分的处理装置以及存储程序的存储器、和执行剩余的处理的专用硬件电路。(c)具备执行上述处理的全部的专用硬件电路。

对于螺旋电缆装置，例如可以是将电池72作为电源以非接触供电的方式接受电力的装置。该情况下，不需要螺旋电缆68，不存在由螺旋电缆68所引起的转向操纵角θh的上限值。

另外，在图2中，可以将基础反力设定处理电路M10a的输入作为转向角θp来代替转向角指令值θp*。

作为反力马达26，并不限于SPMSM，例如可以使用IPMSM，而且也不限于同步机，例如可以是感应电机。在图2中，并非必须具备舵角比可变处理电路M28。

Claims (5)

1.一种转向操纵控制装置，对转向操纵装置进行控制，所述转向操纵装置具备切换从方向盘向转向轮传递动力的传递状态以及切断动力的切断状态的切换装置、在所述切断状态下能够对所述方向盘赋予转向操纵反力的反力致动器、以及使所述转向轮转向的转向致动器，其中，

所述转向操纵控制装置包括：

存储器，存储控制软件；以及

硬件装置，执行所述控制软件，

所述转向操纵控制装置执行如下处理：

限制处理，在所述切断状态下所述方向盘的转向操纵所产生的转向操纵角的大小达到第一阈值的情况下，操作所述反力致动器，将用于限制所述转向操纵角的大小进一步变大的反力亦即限制用反力赋予给所述方向盘；以及

传递处理，在所述转向操纵角的大小为比所述第一阈值大的第二阈值以上的情况下，操作所述切换装置来从所述切断状态切换为所述传递状态。

2.根据权利要求1所述的转向操纵控制装置，其中，

所述转向操纵控制装置执行如下处理：

舵角比可变处理，对所述转向操纵角与所述转向轮的转向角之比亦即舵角比进行可变设定；

转向操纵角获取处理，获取所述转向操纵角；以及

转向角获取处理，获取所述转向角，

所述限制处理是在逻辑或为真的情况下，操作所述反力致动器，将用于限制所述转向操纵角的大小进一步变大的反力亦即限制用反力赋予给所述方向盘的处理，所述逻辑或是通过所述转向操纵角获取处理所获取的所述转向操纵角的大小为所述转向操纵角的阈值亦即转向操纵角阈值以上和通过所述转向角获取处理所获取的所述转向角的大小为所述转向角的阈值亦即转向角阈值以上的逻辑或，

所述第一阈值是在当前的舵角比中所述转向角为所述转向角阈值时的所述转向操纵角和所述转向操纵角阈值中的大小较小的值。

3.根据权利要求2所述的转向操纵控制装置，其中，

在所述方向盘设置与该方向盘一体地旋转的方向盘侧设备，

所述方向盘侧设备经由电缆与相对于所述方向盘相对旋转的外部侧设备连接。

4.根据权利要求3所述的转向操纵控制装置，其中，

在通过所述传递处理成为所述传递状态的情况下，以将所述转向角与所述转向角阈值之差的绝对值变为零为止所需要的转向操纵角的变化量在所述转向操纵角与所述转向操纵角阈值之差的绝对值以下为条件，执行通过所述限制处理使所述反力致动器赋予给所述方向盘的反力的大小递减的递减处理。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的转向操纵控制装置，其中，

在通过所述传递处理成为所述传递状态的情况下，在所述转向操纵角的大小为所述第一阈值以下的第三阈值以下时，执行操作所述切换装置从所述传递状态切换为所述切断状态的切断处理。

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