CN115515840B - 转向控制装置以及转向装置 - Google Patents

Abstract

降低虚拟齿条端部位置与实际齿条端部位置的误差。终端位置学习部(46)具备：第一存储部(72)，其存储在施加于转向机构的旋转力为第一规定值以下时位置检测部(14)检测出的转向位置中的离转向机构的中立位置最远的转向位置；第二存储部(76)，其存储将位置检测部(14)检测出的转向位置向转向机构的中立方向偏移第二规定值后的位置中的离中立位置最远的转向位置；以及第三存储部(78)，其将存储于第一存储部(72)以及第二存储部(76)的转向位置中的离中立位置更远的一方存储为终端位置学习部(46)存储的终端位置。

Description

转向控制装置以及转向装置

技术领域

本发明涉及转向控制装置以及转向装置。

背景技术

若在车辆的转向机构中转向角增加而达到机械的最大转向角，则转向机构的齿条轴到达行程端而无法进一步增加转向角。将这样成为齿条轴到达行程端的状态的情况称为“端碰撞”。另外，有时将齿条轴的行程端标记为“齿条端部”。

若以较高的转向速度发生端碰撞，则有可能产生较大的冲击、撞击声(异响)而使驾驶员感到不适。在专利文献1中记载有如下技术：将转向角的绝对值的最大值作为齿条端部位置进行学习，在到达转向角的齿条端部位置之前使转向反作用力增加，从而缓和端碰撞时的冲击。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2019-104476号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在检测转向角的传感器与转向机构的齿条之间存在齿轮等弹性体、齿隙等松动。因此，在基于由传感器检测出的转向角学习到的虚拟的齿条端部位置(以下有时记载为“虚拟齿条端部位置”)与实际的齿条端部位置(以下有时记载为“实际齿条端部位置”)之间产生误差。

若在虚拟齿条端部位置产生误差，则即使在到达虚拟齿条端部位置之前使转向反作用力增加，也无法得到缓和端碰撞时的冲击或者异响所需的期望的输出，有可能产生预想以外的冲击、异响。

本发明是着眼于上述课题而完成的，其目的在于降低虚拟齿条端部位置与实际齿条端部位置的误差。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的，本发明的一个方式的转向控制装置具备：位置检测部，其检测出车辆的转向机构的转向位置；以及终端位置学习部，其基于位置检测部检测出的转向位置来学习转向机构的终端位置。

终端位置学习部具备：第一存储部，其存储在施加于转向机构的旋转力为第一规定值以下时位置检测部检测出的转向位置中的离转向机构的中立位置最远的转向位置；第二存储部，其存储将位置检测部检测出的转向位置向转向机构的中立方向偏移第二规定值后的位置中的离中立位置最远的转向位置；以及第三存储部，其将存储于第一存储部以及第二存储部的转向位置中的离中立位置更远的一方存储为终端位置学习部存储的终端位置。

另外，本发明的另一方式的转向装置具备：所述的转向控制装置；以及致动器，其被转向控制装置驱动控制而使车辆的转向轮进行转向。

发明的效果

根据本发明，能够降低虚拟齿条端部位置与实际齿条端部位置的误差。

附图说明

图1是表示实施方式的电动助力转向装置的一例的概要的结构图。

图2是表示图1所示的控制器的功能结构的一例的框图。

图3是实施冲击缓和控制的转向角的范围的一例的说明图。

图4是表示冲击缓和控制部的功能结构的一例的框图。

图5的(a)是表示弹簧常数表的特性例的特性图，图5的(b)是表示粘性常数表的特性例的特性图。

图6是表示终端位置学习部的功能结构的一例的框图。

图7的(a)是与转向角的变化相伴的柱输出轴转矩的变化的例子的说明图，图7的(b)是产生(a)的柱输出轴转矩时的终端位置的学习值的例子的说明图。

图8的(a)是实际齿条端部位置的概念图，图8的(b)是没有偏移误差的情况下的虚拟齿条端部位置的概念图，图8的(c)是有偏移误差的情况下的虚拟齿条端部位置的概念图，图8的(d)是在偏移误差发生后学习了左侧的虚拟齿条端部位置的状态的概念图，图8的(e)是转向角传感器检测出的转向角的校正和右侧的虚拟齿条端部位置的学习值的复位的概念图。图8的(f)是进一步学习了左侧的虚拟齿条端部位置的状态的概念，图8的(g)是学习了右侧的虚拟齿条端部位置的状态的概念图。

具体实施方式

参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。此外，以下所示的本发明的实施方式例示了用于将本发明的技术思想具体化的装置、方法，但本发明的技术思想并不是将构成部件的结构、配置等特定为下述内容。本发明的技术思想能够在权利要求书所记载的权利要求所规定的技术范围内施加各种变更。

(结构)

图1是表示实施方式的电动助力转向装置的一例的概要的结构图。转向盘(转向手柄)1的柱轴(转向轴)2i及2o经由构成减速机构的减速齿轮(蜗轮)3、中间轴4、小齿轮齿条机构5、转向拉杆6a、6b，进而经由轮毂单元7a、7b与转向轮8L、8R连结。

柱输入轴2i和柱输出轴2o通过扭杆(未图示)连结，该扭杆通过柱输入轴2i与柱输出轴2o之间的旋转角的偏移而扭转。

中间轴4具有轴部件4c和安装于轴部件的两端的万向联轴器4a以及4b。万向联轴器4a与柱输出轴2o连结，万向联轴器4b与小齿轮齿条机构5连结。

小齿轮齿条机构5具有：小齿轮5a，其与从万向联轴器4b传递转向力的小齿轮轴连结；以及齿条5b，其与该小齿轮5a啮合，通过齿条5b将传递至小齿轮5a的旋转运动转换为车宽方向的直进运动。

在转向轴2(柱轴2i以及2o)设置有检测转向转矩Th的转矩传感器10。另外，在转向轴2(柱轴2i以及2o)设置有检测转向盘1的转向角θh的转向角传感器14。

另外，对转向盘1的转向力进行辅助的马达20经由减速齿轮3与柱输出轴2o连结。从电池13向控制电动助力转向(EPS：Electric Power Steering)装置的控制器30供给电力，并且经由点火(IGN)键11输入点火键信号。

此外，赋予转向辅助力的单元不限于马达，能够利用各种致动器。

控制器30基于转矩传感器10检测出的转向转矩Th、车速传感器12检测出的车速Vh、转向角传感器14检测出的转向角θh来进行辅助控制指令的电流指令值的运算，通过对电流指令值实施补偿等而得到的电压控制指令值Vref来控制向马达20供给的电流。

此外，转向角传感器14不是必须的，也可以向从检测马达20的旋转轴的旋转角度的旋转角传感器得到的旋转角度加上转矩传感器10的扭杆的扭转角来计算转向角θh。

控制器30例如可以具备包括处理器和存储装置等周边部件的计算机。处理器例如可以是CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、MPU(Micro-Processing Unit：微处理单元)。

存储装置可以具备半导体存储装置、磁存储装置以及光学存储装置中的任一者。存储装置可以包括寄存器、高速缓冲存储器、作为主存储装置使用的ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)以及RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等存储器。

以下说明的控制器30的功能例如通过控制器30的处理器执行存储于存储装置的计算机程序来实现。

此外，也可以通过以下说明的用于执行各信息处理的专用的硬件来形成控制器30。

例如，控制器30可以具备在通用的半导体集成电路中设定的功能性的逻辑电路。例如，控制器30可以具有现场可编程门阵列(FPGA：Field-Programmable Gate Array)等可编程逻辑器件(PLD：Programmable Logic Device)等。

图2是表示实施方式的控制器30的功能结构的一例的框图。控制器30具备基本指令值运算部40、减法器41、42、电流控制部43、PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)控制部44、逆变器(INV)45、终端位置学习部46、控制旋转位移设定部47、微分部48以及冲击缓和控制部49。

基本指令值运算部40基于来自转矩传感器10的转向转矩Th和来自车速传感器12的车速Vh，来运算作为马达20的驱动电流的控制目标值的基本电流指令值Iref1。

减法器41通过从基本电流指令值Iref1中减去从冲击缓和控制部49输出的冲击缓和控制输出Iref2来对基本电流指令值Iref1进行校正，并将校正后的基本电流指令值Iref1作为电流指令值Iref3进行输出。

冲击缓和控制部49在转向角θh接近齿条端部位置的情况下通过抑制转向角θh的增加来缓和由端碰撞引起的冲击、撞击声(异响)。有时将冲击缓和控制部49缓和由端碰撞引起的冲击、异响的控制记载为“冲击缓和控制”。

冲击缓和控制部49为了缓和由端碰撞引起的冲击、撞击声而将抑制转向角θh的增加的电流指令值作为冲击缓和控制输出Iref2进行输出。例如，冲击缓和控制部49可以输出产生转向反作用力的电流指令值。冲击缓和控制部49的详细情况后面进行叙述。

减法器41运算出的电流指令值Iref3被输入到减法器42，对与反馈的马达电流值Im的偏差(Iref3-Im)进行运算。该偏差(Iref3-Im)由PI控制等的电流控制部43进行控制，被电流控制后的电压控制值Vref被输入到PWM控制部44来运算占空比，利用PWM信号经由逆变器45对马达20进行PWM驱动。马达20的马达电流值Im由电流检测器50检测出并输入到减法器42进行反馈。

减法器41是权利要求书中记载的“指令值校正部”的一例，减法器42、电流控制部43、PWM控制部44、逆变器45是权利要求书中记载的“驱动部”的一例。

终端位置学习部46基于转向角传感器14检测出的转向角θh，对作为转向机构的终端位置的虚拟齿条端部位置θevr、θevl进行学习。θevr是右转向时的虚拟齿条端部位置，具有正值。θevl是左转向时的虚拟齿条端部位置，具有负值。

并且，有时在左右的实际齿条端部位置的中央位置(以下有时记载为“齿条中立位置”)与由转向角传感器14检测出的柱轴的转向角θh的中立位置(以下有时记载为“转向角中立位置”)之间产生误差(以下有时记载为“偏移误差”)。

这样的偏移误差例如由于中间轴4的误组装等原因而产生。终端位置学习部46对偏移误差Ofs进行推定，输出从转向角传感器14检测出的转向角θh减去偏移误差Ofs而校正后的校正转向角θh1。终端位置学习部46的详细情况在后面叙述。

控制旋转位移设定部47在校正转向角θh1接近齿条端部位置而处于实施冲击缓和控制的范围(以下有时表述为“冲击缓和控制实施范围”)内时设定控制旋转位移θr，该控制旋转位移θr表示校正转向角θh1与虚拟齿条端部位置θevr、θevl的接近程度。

参照图3。在右转向的情况下(即校正转向角θh1为正值的情况下)，阈值θthR＜θh1的范围是冲击缓和控制实施范围，在左转向的情况下(即校正转向角θh1为负的情况下)，阈值θthL＞θh1的范围是冲击缓和控制实施范围。

阈值θthR以及θthL分别基于虚拟齿条端部位置θevr以及θevl来设定。例如，右转向的阈值θthR可以是从虚拟齿条端部位置θevr减去正的规定值Δθ而得到的值(θevr-Δθ)，左转向的阈值θthL可以是向虚拟齿条端部位置θevl加上规定值Δθ而得到的值(θevl+Δθ)。

控制旋转位移θr例如在冲击缓和控制实施范围外(即θthL≤θh1≤θthR)被设定为零(“0”)，在右转向的冲击缓和控制实施范围内，从校正转向角θh1减去阈值θthR而得到的差(θh1-θthR)越大，则设定越大的控制旋转位移θr。另一方面，在左转向的冲击缓和控制实施范围内，从校正转向角θh1减去阈值θthL而得到的差(θh1-θthL)越小(即绝对值|θh1-θthL|越大)则设定为越小的负的控制旋转位移θr(即更大的绝对值|θr|)。

换言之，在校正转向角θh1比阈值θthR大的范围内，正的控制旋转位移θr与校正转向角θh1的增大相对应地增大，在校正转向角θh1比阈值θthL小的范围内，负的控制旋转位移θr与校正转向角θh1的减少相对应地减少。

例如，控制旋转位移设定部47可以在校正转向角θh1比阈值θthR大的情况下将差值θh1-θthR设定为控制旋转位移θr，在校正转向角θh1比阈值θthL小的情况下将差值θh1-θthL设定为控制旋转位移θr。

参照图2。微分部48对转向角传感器14检测出的转向角θh进行微分，计算出转向角速度ω。

冲击缓和控制部49基于控制旋转位移θr和转向角速度ω来设定冲击缓和控制输出Iref2。

图4是表示冲击缓和控制部49的功能结构的一例的框图。冲击缓和控制部49具备弹簧常数表60、乘法器61、63、粘性常数表62、加法器64、以及限制器65。

弹簧常数表60是计算转向系统的弹簧常数k0的数据表。如图5的(a)所示，弹簧常数k0具有随着控制旋转位移θr增加而在变化区域的中央部比较急剧地增加(非线性增加)的特性。此外，控制旋转位移θr为负值的情况下的特性是以弹簧常数k0轴(纵轴)为对称轴的线对称的特性。

另外，粘性常数表62是计算转向系统的粘性常数μ的数据表。如图5的(b)所示，粘性常数μ具有随着控制旋转位移θr增加而整体上比较平缓地逐渐增加(非线性增加)的特性。此外，控制旋转位移θr为负值的情况下的特性是以粘性常数μ轴(纵轴)为对称轴的线对称的特性。

来自弹簧常数表60的弹簧常数k0在乘法器61中与控制旋转位移θr相乘，相乘结果(k0×θr)被输入到加法器64。另外，来自粘性常数表62的粘性常数μ在乘法器63中与转向角速度ω相乘，相乘结果(μ×ω)被输入到加法器64。加法器64的相加结果(＝k0×θr+μ×ω)被输入到限制器65，设定限制了最大值的冲击缓和控制输出Iref2。

另外，图4的冲击缓和控制部49的结构只不过是例示，本发明并不限定于上述的结构。冲击缓和控制部49只要具有在校正转向角θh1接近齿条端部位置的情况下能够对抑制转向角θh的增加的冲击缓和控制输出Iref2进行输出的结构即可。

接着，对终端位置学习部46的详细情况进行说明。终端位置学习部46求出在施加于转向机构的旋转力为第一规定值以下时转向角传感器14检测出的转向角θh中的离转向角中立位置最远的转向角(在正的转向角θh的情况下为最大转向角，在负的转向角θh的情况下为最小转向角)，作为虚拟齿条端部的第一候补θm1。

例如，可以在施加于柱输出轴2o的柱输出轴转矩Tc为规定值T1以下的情况下求出虚拟齿条端部第一候补。

终端位置学习部46求出在施加于转向机构的旋转力为第一规定值以下且作用于转向操作部的操作力为第三规定值以下时转向角传感器14检测出的转向角θh中的离转向角中立位置最远的转向角，作为虚拟齿条端部的第一候补θm1。

例如，可以在柱输出轴转矩Tc为规定值T1以下且转向转矩Th为规定值T2以下的情况下求出第一候补θm1。

另外，终端位置学习部46求出将转向角传感器14检测出的转向角θh向转向角中立位置的方向偏移了第二规定值后的角度中的离转向角中立位置最远的转向角(即，在正的转向角θh的情况下从最大转向角减去第二规定值而得到的角度，在负的转向角θh的情况下向最小转向角加上第二规定值而得到的角度)，作为虚拟齿条端部的第二候补θm2。

作为第二规定值，例如可以设定被认为是误差的最大值。

终端位置学习部46求出第一候补θm1及第二候补θm2中离转向角中立位置最远的转向角，作为虚拟齿条端部位置θevr及θevl。

由此，能够降低由转矩产生的扭转等的影响，能够减小虚拟齿条端部位置θevr及θevl与实际齿条端部位置的误差。

图6是表示终端位置学习部46的功能结构的一例的框图。终端位置学习部46具备输出轴转矩计算部70、选择部71、第一存储部72、延迟部73、77、变化率限制器74、校正位置计算部75、第二存储部76、第三存储部78、限制器79、行程计算部80、偏移误差计算部81、减法器82以及终端位置校正部83。

输出轴转矩计算部70计算施加于柱输出轴2o的柱输出轴转矩Tc。

例如，输出轴转矩计算部70可以将马达转矩计算为柱输出轴转矩Tc，该马达转矩是向马达20的电流指令值Iref3、由电流检测器50检测出的马达电流值Im乘以马达转矩常数以及减速齿轮3的减速比而推定出的。

例如，输出轴转矩计算部70可以计算出马达转矩与由转矩传感器10检测出的转向转矩Th之和作为柱输出轴转矩Tc，该马达转矩是向马达20的电流指令值Iref3乘以马达转矩常数和减速齿轮3的减速比而推定出的。

另外，例如，输出轴转矩计算部70可以计算出马达转矩与由转矩传感器10检测出的转向转矩Th之和作为柱输出轴转矩Tc，该马达转矩是向由电流检测器50检测出的马达电流值Im乘以马达转矩常数以及减速齿轮3的减速比而推定出的。

另外，输出轴转矩计算部70可以对马达20的角度传感器的检测值进行2阶微分而求出马达角加速度，通过乘以惯性力矩来推定惯性转矩，对如上述那样求出的柱输出轴转矩Tc追加惯性转矩。

柱输出轴转矩Tc是“施加于转向机构的旋转力”的一例。转向转矩Th是“作用于车辆的转向操作部的操作力”的一个例子。

减法器82从转向角传感器14检测出的转向角θh减去偏移误差计算部81计算出的偏移误差Ofs来计算出校正转向角θh1。在后面说明偏移误差计算部81对偏移误差Ofs的计算。

选择部71根据柱输出轴转矩Tc和转向转矩Th的值，选择校正转向角θh1以及延迟部73的输出中的一方并向第一存储部72输出。延迟部73使存储于第一存储部72并输出的虚拟齿条端部的第一候补θm1延迟地输出。

例如，选择部71也可以在柱输出轴转矩Tc为规定值T1以下且转向转矩Th为规定值T2以下的情况下选择根据检测出的转向角θh计算出的校正转向角θh1并向第一存储部72输出，在除此以外的情况下将延迟部73的输出向第一存储部72输出。

第一存储部72将延迟部73的输出和校正转向角θh1中的远离转向角中立位置的一方存储为虚拟齿条端部的第一候补θm1。

由此，若在柱输出轴转矩Tc为规定值T1以下且转向转矩Th为规定值T2以下的情况下计算出的校正转向角θh1比此前存储于第一存储部72的第一候补θm1远离转向角中立位置，则利用校正转向角θh1来更新存储于第一存储部72的第一候补θm1。

此外，选择部71也可以在柱输出轴转矩Tc为规定值T1以下的情况下选择校正转向角θh1并向第一存储部72输出，在除此以外的情况下将延迟部73的输出向第一存储部72输出。

变化率限制器74被输入从第一存储部72输出的第一候补θm1和从第三存储部输出的转向角θo。变化率限制器74相对于延迟后的转向角θo限制第一候补θm1的变化率，并将限制了变化率后的第一候补θm1'向第三存储部78输出。

校正位置计算部75计算使校正转向角θh1向转向角中立位置的方向偏移了第二规定值后的角度。即，在校正转向角θh1为正的情况下，输出从校正转向角θh1减去第二规定值而得到的角度。在校正转向角θh1为负的情况下，输出向校正转向角θh1加上第二规定值而得到的角度。

第二存储部76将校正位置计算部75的输出和延迟部77的输出中的远离转向角中立位置的一方存储为虚拟齿条端部的第二候补θm2。延迟部77使存储于第二存储部76并输出的虚拟齿条端部的第二候补θm2延迟地输出。

由此，若校正位置计算部75的输出(即，使校正转向角θh1向转向角中立位置的方向偏移了第二规定值后的角度)比此前存储于第二存储部76的第二候补θm2远离转向角中立位置，则利用校正位置计算部75的输出来更新存储于第二存储部76的第二候补θm2。

第三存储部78存储并输出由变化率限制器74限制了变化率后的第一候补θm1'和第二候补θm2中的远离转向角中立位置的转向角θo。

限制器79对从第三存储部78输出的转向角θo的大小进行限制，并作为虚拟齿条端部位置θevr以及θevl进行输出。

参照图7的(a)以及图7的(b)，说明本实施方式的虚拟齿条端部的学习例。为了简化说明，对如下情况进行说明：将偏移误差Ofs设为0(即，转向角θh＝校正转向角θh1)，若在柱输出轴转矩Tc为规定值T1以下的情况下检测出的转向角θh比此前存储于第一存储部72的第一候补θm1远离转向角中立位置，则对第一候补θm1进行更新。

图7的(a)是与转向角θh的变化相伴的柱输出轴转矩Tc的变化的例子的说明图。图中的箭头表示转向方向。

在偏转增加转向时，在转向角θh超过θ1时，柱输出轴转矩Tc超过规定值T1，在之后的回轮转向时，在转向角θh小于θ2时(θ2＞θ1)，柱输出轴转矩Tc小于规定值T1。

图7的(b)是产生了图7的(a)的柱输出轴转矩Tc时的右转向的虚拟齿条端部的学习值的例子的说明图。虚线表示转向角θh，单点划线表示第一候补θm1，双点划线表示第二候补θm2，实线表示来自第三存储部78的输出θo(被限制器79限制前的虚拟齿条端部位置θevr、θevl)。此外，单点划线以及双点划线以不与其他线重叠的方式错开显示。

若在时刻t1转向角θh增大而开始偏转增加转向，则在柱输出轴转矩Tc为规定值T1以下的期间(即转向角θh为θ1以下的期间)，将转向角θh(虚线)作为第一候补θm1(单点划线)进行学习。在偏转增加转向过程中，第一候补θm1(单点划线)增加至θ1。

另外，将从转向角θh减去第二规定值后的角度作为第二候补θm2(双点划线)进行学习。

因此，在被变化率限制器74限制了变化率后的第一候补θm1'比第二候补θm2(双点划线)大的期间(时刻t1-时刻t2)，选择第一候补θm1'作为第三存储部78的输出θo(实线)，若在时刻t2第二候补θm2超过第一候补θm1'，则选择第二候补θm2作为输出θo(实线)。

之后，若在时刻t3转向角θh的增加停止而成为恒定值，则第二候补θm2(双点划线)的增加也停止。因此，之后被变化率限制器74限制了变化率后的第一候补θm1'被选择为第三存储部78的输出θo(实线)。

如上所述，第一候补θm1(单点划线)增加至θ1，因此第三存储部78的输出θo(实线)比第一候补θm1延迟地增加至θ1。当在时刻t4达到θ1时，输出θo(实线)停止增加。

之后，若转向角θh开始减少而开始回轮转向，则在时刻t5转向角θh减少至θ2。于是，柱输出轴转矩Tc成为规定值T1以下。因此，将角度θ2作为第一候补θm1(单点划线)进行学习。

因此，被变化率限制器74限制了变化率后的第一候补θm1'开始增加，被选择为第三存储部78的输出θo(实线)。输出θo(实线)在时刻t6增加至θ2，之后成为恒定。

若将如以上那样学习到的第三存储部78的输出θo(实线)即被限制器79限制前的虚拟齿条端部位置θevr、θevl与学习了从转向角θh减去第二规定值(例如最大误差推定值)而得到的角度的情况(双点划线)进行比较，则第三存储部78的输出θo能够学习为更远离转向角中立点的转向角。因此，能够学习更接近实际齿条端部位置的转向角来作为虚拟齿条端部位置θevr以及θevl。

接下来，对在齿条中立位置与转向角中立位置之间产生了偏移误差的情况下的动作进行说明。图8的(a)是实际齿条端部位置的概念图，图8的(b)是没有偏移误差的情况下的虚拟齿条端部位置θevr以及θevl的概念图，图8的(c)是有偏移误差的情况下的虚拟齿条端部位置θevr以及θevl的概念图。

在图8的(b)以及图8的(c)中，“0[deg]”的位置表示转向角中立位置。在图8的(d)～图8的(g)中也同样。图8的(b)的转向角中立位置与齿条中立位置(实际齿条端部位置的中央位置)一致，图8的(c)的转向角中立位置从齿条中立位置向右侧偏移Δθ。即，若比转向角中立位置向左侧转向Δθ，则齿条5b成为齿条中立位置。

若产生偏移误差，则无法正常地实施冲击缓和控制。在图8的(c)的例子中，右侧的虚拟齿条端部位置θevr位于比实际齿条端部位置靠外侧的位置，因此无法进行必要的冲击、异响的降低。

因此，终端位置学习部46如上述那样推定齿条中立位置与转向角中立位置之间的偏移误差Ofs，对从转向角传感器14检测出的转向角θh减去偏移误差Ofs而校正后的校正转向角θh1进行输出。

参照图6。行程计算部80计算出右侧的虚拟齿条端部位置θevr与左侧的虚拟齿条端部位置θevl之间的距离作为齿条行程St。

偏移误差计算部81将齿条行程St与规定的齿条行程最大值进行比较。

作为齿条行程最大值，在考虑左右的虚拟齿条端部位置θevl、θevr可能具有的误差(偏差)等的基础上设定能够作为齿条行程St计算出的最大值即可。

在齿条行程St超过齿条行程最大值的情况下，偏移误差计算部81判定为产生了偏移误差。然后，计算出从齿条行程St减去齿条行程最大值而得到的差值，作为偏移误差Ofs＝(齿条行程St-齿条行程最大值)。

图8的(d)是在发生偏移误差后学习了左侧的虚拟齿条端部位置θevl的状态的概念图。

由于转向角中立位置比齿条中立位置向右侧偏移，因此在新学习了左侧的虚拟齿条端部位置θevl时，虚拟齿条端部位置θevr、θevl间的齿条行程St超过齿条行程最大值。偏移误差计算部81计算从齿条行程St减去齿条行程最大值而得到的差值(齿条行程St-齿条行程最大值)来作为偏移误差Ofs。

在以下的说明中，有时将左右的虚拟齿条端部位置中的、在计算出超过齿条行程最大值的齿条行程St时学习到的虚拟齿条端部位置表述为“一方的虚拟齿条端部位置”。另外，有时将左右的虚拟齿条端部位置中的不是一方的虚拟齿条端部位置的另一方的虚拟齿条端部位置标记为“另一方的虚拟齿条端部位置”。

如图8的(c)的例子那样，若转向角中立位置从齿条中立位置向右侧偏移，则左侧的虚拟齿条端部位置成为一方的虚拟齿条端部位置，右侧的虚拟齿条端部位置成为另一方的虚拟齿条端部位置。相反，若转向角中立位置从齿条中立位置向左侧偏移，则右侧的虚拟齿条端部位置成为一方的虚拟齿条端部位置，左侧的虚拟齿条端部位置成为另一方的虚拟齿条端部位置。

参照图6。减法器82从转向角传感器14检测出的转向角θh减去偏移误差计算部81计算出的偏移误差Ofs来计算出校正转向角θh1。

终端位置校正部83根据偏移误差Ofs来对第一存储部72存储的第一候补θm1、第二存储部76存储的第二候补θm2、第三存储部78存储的转向角θo进行校正。参照图8的(e)，对这些校正处理进行说明。

通过减法器82从转向角θh减去偏移误差Ofs，如图8的(e)所示，转向角中立位置(“0[deg]”的位置)移动。

另一方面，在图8的(d)中学习到的左侧的虚拟齿条端部位置θevl(即，一方的虚拟齿条端部位置)是成为基点的转向角中立位置移动前的学习值，因此，若如图8的(e)那样使转向角中立位置移动，则伴随于此需要校正左侧的虚拟齿条端部位置θevl。

终端位置校正部83以偏移误差Ofs来对存储于第一存储部72的左侧的虚拟齿条端部位置的第一候补θm1进行校正。由于左侧的虚拟齿条端部位置为负值，因此加上偏移误差Ofs来进行校正。对于存储于第二存储部76以及第三存储部78的第二候补θm2以及转向角θo也同样地进行校正。

在一方的虚拟齿条端部位置为右侧的虚拟齿条端部位置的情况下(即为正值的情况下)，减去偏移误差Ofs来进行校正。

另外，终端位置校正部83对另一方的虚拟齿条端部位置(在图8的(e)的例子中为右侧的虚拟齿条端部位置θevr)进行校正(复位)，以使虚拟齿条端部位置θevr、θevl间的齿条行程St成为规定的齿条行程最小值。齿条行程最小值例如可以设定为能够作为齿条行程St计算出的值的偏差的最小值。由此，能够将另一方的虚拟齿条端部位置校正为比实际齿条端部位置靠内侧。

参照图8的(f)。若进一步学习新的左侧的虚拟齿条端部位置θevl，则偏移误差计算部81计算出更新前后的虚拟齿条端部位置θevl的变化量Δθevl。

偏移误差计算部81通过对学习新的左侧的虚拟齿条端部位置θevl之前的偏移误差Ofs加上变化量Δθevl来对偏移误差Ofs进行更新。由此，使转向角中立位置进一步移动变化量Δθevl。

终端位置校正部83以变化量Δθevl来校正存储于第一存储部72的一方的虚拟齿条端部位置(左侧的虚拟齿条端部位置)的第一候补θm1。左侧的虚拟齿条端部位置为负值，因此加上变化量Δθevl来进行校正。存储于第二存储部76以及第三存储部78的第二候补θm2以及转向角θo也同样地进行校正。

在一方的虚拟齿条端部位置为右侧的虚拟齿条端部位置的情况下(即为正值的情况下)，减去变化量Δθevl来进行校正。

另外，在另一方的虚拟齿条端部位置(在图8的(f)的例子中，对右侧的虚拟齿条端部位置θevr)进行校正(复位)，以使虚拟齿条端部位置θevr、θevl间的齿条行程St成为规定的齿条行程最小值。

参照图8的(g)。如图8的(e)、图8的(f)中说明的那样，在以使齿条行程St成为规定的齿条行程最小值的方式对右侧的虚拟齿条端部位置θevr(即另一方的虚拟齿条端部位置)进行校正(复位)之后，如图8的(g)所示，在学习了新的右侧的虚拟齿条端部位置θevr的情况下，偏移误差计算部81不对偏移误差Ofs进行更新。即，不使转向角中立位置移动。

另外，终端位置校正部83也不对第一存储部72存储的第一候补θm1、第二存储部76存储的第二候补θm2、第三存储部78存储的转向角θo进行校正。

由此，仅右侧的虚拟齿条端部位置θevr被调整为远离转向角中立位置。

另外，在新学习了右侧的虚拟齿条端部位置θevr(即另一方的虚拟齿条端部位置)之后，终端位置校正部83停止以使齿条行程St成为规定的齿条行程最小值的方式对右侧的虚拟齿条端部位置θevr的校正(复位)。

此后，即使进一步学习新的左侧的虚拟齿条端部位置θevl(即一方的虚拟齿条端部位置)，也不会以使齿条行程St成为规定的齿条行程最小值的方式对右侧的虚拟齿条端部位置θevr进行校正(复位)，而与图8的(f)同样地对偏移误差Ofs进行更新(即校正转向角中立位置)，对左侧的虚拟齿条端部位置进行校正。此时，右侧的虚拟齿条端部位置θevr通过对虚拟齿条端部位置θevr加上偏移误差Ofs来进行校正。

另外，若进一步学习新的右侧的虚拟齿条端部位置θevr(即另一方的虚拟齿条端部位置)，则转向角中立位置、左侧的虚拟齿条端部位置θevl(即一方的虚拟齿条端部位置)不变，仅右侧的虚拟齿条端部位置θevr变化。

(变形例)

终端位置学习部46的选择部71根据柱输出轴转矩Tc和转向转矩Th的值，选择校正转向角θh1以及延迟部73的输出中的一方并向第一存储部72输出。在此，相对于校正转向角θh1，也可以对由柱输出轴转矩Tc引起的机构部的变形量进行校正并向选择部71输入。选择部71可以根据柱输出轴转矩Tc和转向转矩Th的值，选择变形量被校正后的校正转向角θh1以及延迟部73的输出中的一方并向第一存储部72输出。由此，能够进一步减小转向机构的扭转的影响。变形量能够根据柱输出轴转矩Tc和机构部的刚性(弹簧常数)求出。在图7中，刚性是符号θl或者θ2所示的点处的柱输出轴转矩Tc的变化量相对于转向角θh的变化量的比率，可以通过实验等求出。

图7所示的特性根据基于转向速度的粘性阻力而变化。转向速度可能影响齿条端学习值。也可以通过实验等求出齿条端学习值相对于转向速度的变化量的变化量并存储为转向速度校正量特性，根据转向速度和转向速度校正量特性来校正转向角θh。

通过对从虚拟齿条端部位置起向齿条中央方向设定了规定值Δθ的阈值θthR、θthL与校正转向角θh1进行比较，来判定校正转向角θh1是否处于虚拟齿条端部位置θevr、θevl的附近。在学习虚拟齿条端部位置θevr、θevl之后，来自转向角传感器14的转向角θh的基准点可能发生变化(误差)。这例如在检测直行状态并对转向角θh的基准点进行校正的情况下产生。若产生这样的变化(误差)，则冲击缓和控制输出有可能不会成为所希望的特性。

因此，可以使用将考虑了转向角θh的基准点的变化(误差)后的值Δm与规定值Δθ相加而得到的规定值Δθ1，来设定阈值θthR＝θevr-Δθ1和阈值θthL＝θevl+Δθ1。值Δm是权利要求书中记载的“第四规定值”的一例。阈值θthR以及θthL成为从虚拟齿条端部位置起向齿条中央方向设定了规定值Δθ1而得到的位置。这样，即使转向角θh的基准点存在变化(误差)，冲击缓和控制输出也成为所希望的特性。

以上，对将本发明的转向控制装置应用于电动助力转向装置的实施方式进行了说明，但本发明的转向控制装置只要是通过致动器产生使车辆的转向轮进行转向的力的转向控制装置，则也能够广泛地应用于电动助力转向装置以外的转向控制装置。例如，也可以应用于使转向盘与转向轮之间机械分离的线控转向(SBW：Steer-By-Wire)式的转向装置。在该情况下，也可以在计算出柱输出轴转矩Tc时不向马达转矩加上转向转矩Th。

(实施方式的效果)

(1)转向控制装置具备：位置检测部，其检测车辆的转向机构的转向位置；以及终端位置学习部(46)，其基于位置检测部检测出的转向位置来学习转向机构的终端位置。终端位置学习部(46)具备：第一存储部(72)，其存储在施加于转向机构的旋转力为第一规定值以下时位置检测部检测出的转向位置中的离转向机构的中立位置最远的转向位置；第二存储部(76)，其存储将位置检测部检测出的转向位置向转向机构的中立方向偏移了第二规定值后的位置中的离中立位置最远的转向位置；以及第三存储部(78)，其将存储于第一存储部(72)以及第二存储部(76)的转向位置中的更远离中立位置的一方存储为终端位置学习部(46)存储的终端位置。

由此，能够学习由施加于转向机构的旋转力引起的转向机构的扭转的影响少的虚拟齿条端部位置。因此，能够降低虚拟齿条端部位置与实际齿条端部位置的误差。

可以在施加于转向机构的旋转力为第一规定值以下时，以与旋转力对应的校正量(第一校正量)对位置检测部检测出的转向位置进行校正。另外，也可以以与转向速度对应的校正量(第二校正量)对转向位置进行校正。可以使用第一校正量和第二校正量中的至少一个校正量。由此，能够学习进一步降低了由施加于转向机构的旋转力引起的转向机构的扭转以及转向速度导致的影响的虚拟齿条端部位置。

(2)终端位置学习部46也可以具备：行程计算部80，其在位置检测部检测出比存储于第三存储部78的转向机构的左右的终端位置中的一方的终端位置离中立位置更远的转向位置的情况下，基于位置检测部检测出的转向位置和存储于第三存储部78的左右的终端位置中的另一方的终端位置来计算转向机构的齿条行程St；转向位置校正部82，其在行程计算部80计算出的齿条行程St超过阈值的情况下，基于齿条行程St超过阈值的超过量，来对位置检测部检测出的转向位置进行校正；以及终端位置校正部83，其在行程计算部80计算出的齿条行程St超过阈值的情况下，以使一方的终端位置与另一方的终端位置离开规定间隔的方式对存储于第一存储部72、第二存储部76以及第三存储部78的另一方的终端位置进行校正。

由此，即使存在齿条中立位置与转向角中立位置之间的偏移误差，也能够在以吸收偏移误差的方式学习了虚拟齿条端部位置之后，实施适于车辆的状态的冲击缓和控制。

(3)终端位置学习部46可以在施加于转向机构的旋转力为第一规定值以下且作用于车辆的转向操作部的操作力为第三规定值以下时，将位置检测部检测出的转向位置中的离转向机构的中立位置最远的转向位置存储于第一存储部72。

由此，能够学习施加于转向机构的旋转力和作用于转向操作部的操作力对转向机构的扭转的影响少的虚拟齿条端部位置。

(4)终端位置学习部46可以基于针对驱动转向机构的马达20的电流指令值或者流过马达20的电流来计算出施加于转向机构的旋转力。

或者，终端位置学习部46可以基于如下的旋转转矩与作用于转向操作部的操作力之和，来计算施加于转向机构的旋转力，所述旋转转矩是基于针对驱动转向机构的马达20的电流指令值或者流过马达20的电流而计算出的。

终端位置学习部46可以将根据转向机构的角加速度和惯性力矩求出的惯性转矩追加到上述的旋转力中。

由此，能够根据施加于转向机构的旋转力来学习虚拟齿条端部位置。

附图标记的说明

1…转向盘、2i…柱输入轴、2o…柱输出轴、3…减速齿轮、4…中间轴、4a、4b…万向联轴器、4c…轴部件、5…小齿轮齿条机构、5a…小齿轮、5b…齿条、6a、6b…转向拉杆、7a、7b…轮毂单元、8L、8R…转向轮、10…转矩传感器、11…点火键、12…车速传感器、13…电池、14…转向角传感器、20…马达、30…控制器、40…基本指令值运算部、41、42、82…减法器、43…电流控制部、44…PWM控制部、45…逆变器、46…终端位置学习部、47…控制旋转位移设定部、48…微分部、49…冲击缓和控制部、50…电流检测器、60…弹簧常数表、61、63…乘法器、62…粘性常数表、64…加法器、65、79…限制器、70…输出轴转矩计算部、71…选择部、72…第一存储部、73、77…延迟部、74…变化率限制器、75…校正位置计算部、76…第二存储部、78…第三存储部、80…行程计算部、81…偏移误差计算部、83…终端位置校正部。

Claims (11)

1.一种转向控制装置，其特征在于，

所述转向控制装置具备：

位置检测部，其对车辆的转向机构的转向位置进行检测；以及

终端位置学习部，其基于所述位置检测部检测出的所述转向位置来学习所述转向机构的终端位置，

所述终端位置学习部具备：

第一存储部，其存储在施加于所述转向机构的旋转力为第一规定值以下时所述位置检测部检测出的所述转向位置中的离所述转向机构的中立位置最远的转向位置；

第二存储部，其存储将所述位置检测部检测出的所述转向位置向所述转向机构的中立方向偏移了第二规定值后的位置中的离所述中立位置最远的转向位置；以及

第三存储部，其将存储于所述第一存储部以及所述第二存储部的转向位置中的离所述中立位置更远的一方存储为所述终端位置学习部存储的所述终端位置。

2.根据权利要求1所述的转向控制装置，其特征在于，

所述终端位置学习部具备：

行程计算部，其在所述位置检测部检测出比存储于所述第三存储部的所述转向机构的左右的终端位置中的一方的终端位置离所述中立位置更远的所述转向位置的情况下，基于所述位置检测部检测出的所述转向位置和存储于所述第三存储部的左右的终端位置中的另一方的终端位置，计算出所述转向机构的行程；

转向位置校正部，其在所述行程计算部计算出的所述行程超过阈值的情况下，基于所述行程超过所述阈值的超过量，来对所述位置检测部检测出的转向位置进行校正；以及

终端位置校正部，其在所述行程计算部计算出的所述行程超过所述阈值的情况下，以使所述一方的终端位置与所述另一方的终端位置隔开规定间隔的方式对存储于第一存储部、所述第二存储部以及所述第三存储部的所述另一方的终端位置进行校正。

3.根据权利要求1所述的转向控制装置，其特征在于，

所述终端位置学习部将在所述旋转力为所述第一规定值以下且作用于所述车辆的转向操作部的操作力为第三规定值以下时所述位置检测部检测出的所述转向位置中的离所述转向机构的中立位置最远的转向位置存储于所述第一存储部。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的转向控制装置，其特征在于，

所述终端位置学习部基于针对驱动所述转向机构的致动器的电流指令值、或者流过所述致动器的电流，计算出所述旋转力。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的转向控制装置，其特征在于，

所述终端位置学习部基于如下的旋转转矩与作用于所述车辆的转向操作部的操作力之和，计算出所述旋转力，该旋转转矩是基于针对驱动所述转向机构的致动器的电流指令值或者流过所述致动器的电流而计算出的。

6.根据权利要求4所述的转向控制装置，其特征在于，

所述终端位置学习部将根据所述转向机构的角加速度和惯性力矩求出的惯性转矩追加到所述旋转力中。

7.根据权利要求1所述的转向控制装置，其特征在于，

所述终端位置学习部利用与所述旋转力对应的第一校正量以及与转向速度对应的第二校正量中的至少一个校正量，对在所述旋转力为所述第一规定值以下时所述位置检测部检测出的所述转向位置进行校正而求出校正后转向位置，将所述校正后转向位置中的离所述转向机构的中立位置最远的转向位置存储于所述第一存储部。

8.根据权利要求3所述的转向控制装置，其特征在于，

所述终端位置学习部利用与所述旋转力对应的第一校正量以及与转向速度对应的第二校正量中的至少一个校正量，对在所述旋转力为所述第一规定值以下且作用于所述车辆的转向操作部的操作力为所述第三规定值以下时所述位置检测部检测出的所述转向位置进行校正而求出校正后转向位置，将所述校正后转向位置中的离所述转向机构的中立位置最远的转向位置存储于所述第一存储部。

9.根据权利要求1～3中任一项所述的转向控制装置，其特征在于，

所述转向控制装置具备：

指令值运算部，其基于作用于车辆的转向操作部的操作，来运算出针对致动器的电流指令值，所述致动器向所述转向机构赋予转向辅助力；

指令值校正部，其在所述位置检测部检测出的转向位置处于所述终端位置学习部学习到的所述终端位置的附近的情况下，对所述指令值运算部运算出的所述电流指令值进行校正；以及

驱动部，其基于所述指令值校正部校正后的所述电流指令值，来对所述致动器进行驱动控制。

10.根据权利要求9所述的转向控制装置，其特征在于，

所述转向控制装置具备指令值校正部，所述指令值校正部将所述终端位置向所述转向机构的中立方向移动了第四规定值后的位置设为虚拟终端位置，在所述转向位置处于所述虚拟终端位置的附近的情况下，对所述指令值运算部运算出的所述电流指令值进行校正。

11.一种转向装置，其特征在于，所述转向装置具备：

权利要求9所述的转向控制装置；以及

致动器，其由所述转向控制装置进行驱动控制而使所述车辆的转向轮进行转向。