本申請主張于2016年3月10日提出的日本專利申請2016-047400號的優先權,并在此引用包括其說明書、附圖以及摘要在內的全部內容。
本發明涉及轉向操縱控制裝置。
背景技術:
作為輔助用戶的方向盤操作的轉向操縱裝置,例如有國際公開wo2012/133590號公報所記載的轉向操縱裝置。在國際公開wo2012/133590號公報中公開有如下轉向操縱裝置,其將機械式連結車輛的轉向操縱機構的方向盤與轉向輪之間的齒輪齒條機構的小齒輪軸的旋轉角度,向小齒輪角指令值進行反饋控制(以下稱為“旋轉角反饋控制”)。由此,在國際公開wo2012/133590號公報的轉向操縱裝置中,在輔助用戶的方向盤操作時,抑制來自轉向輪的反向輸入振動,并且實現優異的轉向操縱特性。
并且,在國際公開wo2012/133590號公報的轉向操縱裝置中,作為根據車速傳感器的檢測值亦即車速值使旋轉角反饋控制的控制量增減的補償成分,對道路信息控制量進行運算。此外,上述旋轉角反饋控制被用于對小齒輪軸的旋轉角度進行控制,以使小齒輪軸的旋轉角度成為基于通過方向盤所承受的負荷(轉向操縱扭矩)而旋轉的旋轉軸的理想模型而運算的小齒輪角指令值,以此來抑制轉向輪的反向輸入振動。因此,在國際公開wo2012/133590號公報的轉向操縱裝置中,例如在車輛的停車時,將旋轉角反饋控制的控制量通過道路信息控制量抵消,使旋轉角反饋控制實質性無效化,使用戶能夠良好地進行方向盤的操作(所謂打方向盤)。
在國際公開wo2012/133590號公報所記載的轉向操縱裝置中,在車速值產生異常的情況下,存在旋轉角反饋控制的控制量的補償成分的精度降低的可能性。例如,由于車速值產生異常,導致盡管車輛實際處于停車中,卻視為車輛正在行駛中,從而無法將上述旋轉角反饋控制實質性地無效化。即,在車速值發生異常時,存在用戶無法良好地進行方向盤的操作的可能性。
技術實現要素:
本發明的目的之一在于提供即便在車速值的異常時用戶也能夠良好地進行方向盤的操作的轉向操縱控制裝置。
本發明的一個方式的轉向操縱控制裝置,其具備轉向處理電路,該轉向處理電路控制馬達的控制量,以便根據方向盤的操作對轉向操縱裝置賦予使轉向輪轉向的轉向力,
上述轉向處理電路具有:
基礎控制量運算電路,其基于車輛的行駛速度的檢測值亦即車速值與施加在上述方向盤的負荷的檢測值亦即轉向操縱扭矩,計算上述馬達的控制量中的基礎成分亦即第1成分;
旋轉角指令值運算電路,其至少使用上述車速值與上述第1成分,計算能夠換算為上述轉向輪的轉向角的旋轉軸的旋轉角指令值;
反饋運算處理電路,其通過將上述旋轉軸的檢測值亦即旋轉角度向上述旋轉角指令值進行反饋控制,來計算上述馬達的控制量中的第2成分;
控制處理電路,其基于包含上述第1成分與上述第2成分的上述馬達的控制量,對上述馬達的運轉進行控制;以及
限制狀態設定電路,其基于上述車速值,在上述車速值為基準車速值以下的情況下,設定與上述車速值大于上述基準車速值的情況相比限制上述第2成分的變化范圍的限制狀態,該基準車速值是判定車輛未處于行駛中的基準,
上述轉向處理電路在上述車速值被判定為異常的異常判定期間,將上述車速值設定為比上述基準車速值大的值亦即暫定車速值,
上述基礎控制量運算電路在上述異常判定期間,使用上述暫定車速值計算上述第1成分,
上述限制狀態設定電路在上述異常判定期間,設定與上述車速值不異常的情況相比限制上述第2成分的變化范圍的限制狀態。
根據上述結構,在車速值為作為判定車輛未處于行駛中的基準的基準車速值以下的情況下,限制對于第2成分、即旋轉角度的反饋控制(以下稱為“旋轉角反饋控制”)給方向盤的操作帶來的影響。即,例如,在車輛的停車時,限制旋轉角反饋控制對用戶的方向盤的操作的影響,從而用戶能夠良好地進行方向盤的操作。
通過以下參照附圖對本發明的優選實施方式進行的詳細描述,本發明的上述以及其它特征及優點會變得更加清楚,其中,相同的附圖標記表示相同的要素。
附圖說明
圖1是表示電動助力方向盤裝置的簡要結構的圖。
圖2是表示電動助力方向盤裝置的電氣結構的框圖。
圖3是表示微機的旋轉角f/b控制電路的結構的框圖。
圖4是表示限制狀態設定處理的流程圖。
圖5是說明與車速值以及車輛的行駛狀態對應的第1輔助成分以及第2輔助成分的內容的圖。
具體實施方式
以下,說明轉向操縱控制裝置的一個實施方式。如圖1所示,例如,在車輛搭載有對于轉向操縱機構2賦予輔助扭矩作為使轉向輪15轉向的轉向力的電動助力轉向裝置(以下稱為“eps”)1。eps1與用戶的方向盤的操作對應地賦予輔助扭矩,輔助用戶的方向盤的操作。
eps1具備基于用戶的方向盤10的操作使轉向輪15轉向的轉向操縱機構2以及輔助用戶的方向盤的操作的輔助機構3。
轉向操縱機構2具備方向盤10以及與方向盤10聯動旋轉的轉向軸11。轉向軸11具有與方向盤10連結的柱軸11a、與柱軸11a的下端部連結的中間軸11b以及與中間軸11b的下端部連結的小齒輪軸11c。小齒輪軸11c的下端部經由齒輪齒條機構13與齒條軸12連結。因此,轉向軸11的旋轉運動經由由小齒輪軸11c以及齒條軸12構成的齒輪齒條機構13,被變換為齒條軸12的軸向(圖1的左右方向)的往復直線運動。該往復直線運動經由與齒條軸12的兩端分別連結的橫拉桿14分別向左右的轉向輪15傳遞,從而轉向輪15的轉向角變化。
輔助機構3具備輔助扭矩的產生源亦即馬達20。例如,馬達20是基于3相(u、v、w)的驅動電力旋轉的3相無刷馬達。馬達20的旋轉軸21經由減速機構22與柱軸11a連結。輔助機構3將馬達20的旋轉軸21的旋轉力經由減速機構22變換為使齒條軸12在軸向往復直線運動的力。施加于該齒條軸12的軸向的力成為輔助力,輔助用戶的方向盤的操作。
在馬達20連接有控制馬達20的驅動的轉向操縱ecu30。轉向操縱ecu30基于設置于車輛的各種傳感器的檢測結果控制馬達20的驅動。作為各種傳感器,例如有扭矩傳感器40、旋轉角傳感器41、車速傳感器42以及橫擺率傳感器43。扭矩傳感器40設置于柱軸11a,旋轉角傳感器41設置于馬達20。扭矩傳感器40對通過用戶的方向盤的操作施加在轉向軸11的負荷亦即轉向操縱扭矩th進行檢測。旋轉角傳感器41對馬達20的旋轉軸21的馬達角度θm進行檢測。車速傳感器42對車輛的行駛速度亦即車速值v進行檢測。橫擺率傳感器43對繞通過車輛的重心點的鉛垂軸的旋轉角速度即橫擺率yr進行檢測。轉向操縱ecu30基于各傳感器的輸出設定目標的輔助扭矩,以實際的輔助扭矩成為目標的輔助扭矩的方式對向馬達20供給的電流進行控制。此外,轉向操縱ecu30是轉向操縱控制裝置的一個例子。
在轉向操縱ecu30連接有車載的車輛ecu50。車輛ecu50對在車輛產生的異常進行判定(檢測)從而對轉向操縱ecu30進行指示。從車速傳感器42向車輛ecu50輸入車速值v。然后,車輛ecu50對在車輛產生的異常中的特別是車速傳感器42的異常即車速值v的異常進行判定。例如,車輛ecu50在車速值v的值固定為特定的值的情況下判定車速值v異常。
接下來,說明轉向操縱ecu30的電氣結構。如圖2所示,轉向操縱ecu30具備生成馬達控制信號的微機(微型計算機)31、與基于該馬達控制信號將電流作為驅動電力向馬達20供給的驅動電路32。
微機31具有輔助指令值運算電路33、電流指令值運算電路34與馬達控制信號生成電路35。輔助指令值運算電路33基于從扭矩傳感器40以及車速傳感器42獲得的轉向操縱扭矩th以及車速值v對與應使馬達20產生的輔助扭矩對應的輔助成分亦即輔助指令值ta*進行運算。電流指令值運算電路34基于輔助指令值ta*對指示馬達20的控制量亦即電流值的電流指令值i*進行運算。馬達控制信號生成電路35基于通過在驅動電路32與輔助機構3之間的供電路徑設置的電流傳感器36檢測出的實際電流值i、通過旋轉角傳感器41檢測出的馬達角度θm,以使實際電流值i追隨于電流指令值i*的方式執行電流反饋控制,生成馬達控制信號。此外,微機31是輔助處理電路的一個例子。另外,電流指令值運算電路34以及馬達控制信號生成電路35是控制處理電路的一個例子。
輔助指令值運算電路33具有對基本輔助控制量tas*進行運算作為輔助指令值ta*的基礎成分的基本輔助控制電路60。輔助指令值運算電路33具有相位補償控制電路61,相位補償控制電路61以使轉向操縱扭矩th的相位延遲的方式進行相位補償(相位延遲補償)并對作為補償成分的轉向操縱扭矩th′進行運算。基本輔助控制電路60基于相位補償控制電路61進行相位補償后的轉向操縱扭矩th′以及車速值v對基本輔助控制量tas*進行運算。此外,基本輔助控制電路60對隨著轉向操縱扭矩th′的絕對值增大或車速值v減小而絕對值增大的基本輔助控制量tas*進行運算。特別是在與轉向操縱扭矩th′的關系中,轉向操縱扭矩th′越大,相對于轉向操縱扭矩th′的變化的、基本輔助控制量tas*的變化率越大。即,轉向操縱扭矩th′越大,相對于轉向操縱扭矩th′的變化的、基本輔助控制量tas*的變化率亦即輔助梯度rag越大。
而且,基本輔助控制電路60將與轉向操縱扭矩th′以及車速值v對應的輔助梯度rag向相位補償控制電路61輸出。相位補償控制電路61基于輔助梯度rag對相位補償后的轉向操縱扭矩th′進行運算,將該轉向操縱扭矩th′向基本輔助控制電路60輸出。例如,相位補償控制電路61變更特性,以使對于轉向操縱扭矩th的相位補償時的轉向操縱扭矩th′的增益(db)隨著輔助梯度rag的上升而減少。此外,基本輔助控制電路60是基礎控制量運算電路的一個例子。
另外,輔助指令值運算電路33具有扭矩微分控制電路62,扭矩微分控制電路62對扭矩微分控制量tdt*進行運算,該扭矩微分控制量tdt*被作為以使基本輔助控制量tas*的相位前進的方式進行相位補償(相位前進補償)的補償成分。將通過扭矩微分值運算電路62a運算的轉向操縱扭矩th的微分值亦即扭矩微分值dth輸入至扭矩微分控制電路62。扭矩微分控制電路62基于扭矩微分值dth,運算扭矩微分基礎控制量εdt作為扭矩微分控制量tdt*的基礎成分。另外,也將輔助梯度rag輸入至扭矩微分控制電路62。扭矩微分控制電路62基于輔助梯度rag對系統穩定化增益ksg進行運算,基于該系統穩定化增益ksg與扭矩微分基礎控制量εdt對扭矩微分控制量tdt*進行運算。
另外,將通過基本輔助控制電路60運算的基本輔助控制量tas*與通過扭矩微分控制電路62運算的扭矩微分控制量tdt*分別輸入至加法處理電路63。輔助指令值運算電路33基于將基本輔助控制量tas*以及扭矩微分控制量tdt*相加后的值,生成第1輔助成分ta1*。此外,第1輔助成分ta1*是第1成分的一個例子。
另外,微機31具有基于馬達20的旋轉軸21的馬達角度θm對小齒輪軸11c的旋轉角亦即旋轉角度θp進行運算的小齒輪角運算電路37。旋轉角度θp被作為能夠換算為轉向輪15的轉向角的旋轉軸的旋轉角使用。輔助指令值運算電路33具有旋轉角反饋控制電路(以下稱為“旋轉角f/b控制電路”)64,旋轉角反饋控制電路64執行基于旋轉角度θp的反饋控制,對第2輔助成分ta2*進行運算。
如圖3所示,旋轉角f/b控制電路64具有旋轉角指令值運算電路70以及反饋運算處理電路(以下,記為“f/b運算處理電路”)71。將通過加法處理電路70a運算的第1輔助成分ta1*以及轉向操縱扭矩th的相加值亦即扭矩指令值tp*輸入至旋轉角指令值運算電路70。扭矩指令值tp*被視為向小齒輪軸11c傳遞的輸入扭矩。旋轉角指令值運算電路70基于扭矩指令值tp*對旋轉角指令值θp*進行運算。這里,利用由使扭矩指令值tp*與旋轉角指令值θp*相關聯的下式(c1)表現的模型公式。
tp*=k·θp*+c·θp*’+j·θp*”(c1)
由上式(c1)表現的模型是決定伴隨著方向盤10的旋轉進行旋轉的小齒輪軸的扭矩與其旋轉角度(小齒輪角)的關系的模型。在上式(c1)中,粘性系數c是對eps的摩擦等進行了模型化的系數,慣性系數j是對eps的慣性進行了模型化的系數,彈性系數k是對供eps搭載的車輛的懸架、車輪定位等的規格進行了模型化的系數。這里,粘性系數c、慣性系數j以及彈性系數k被設定為根據車速值v可變。
將通過偏差處理電路71a運算的旋轉角指令值θp*與旋轉角度θp相減后的偏差亦即偏差δθ輸入至f/b運算處理電路71。f/b運算處理電路71運算第2輔助成分ta2*,作為用于將旋轉角度θp向旋轉角指令值θp*進行反饋控制的控制量。f/b運算處理電路71將設定偏差δθ為輸入的比例要素、積分要素以及微分要素的各個輸出值之和作為第2輔助成分ta2*進行運算。此外,第2輔助成分ta2*是第2成分的一個例子。
返回圖2的說明,將通過f/b運算處理電路71運算的第2輔助成分ta2*與通過加法處理電路63運算的第1輔助成分ta1*一起輸入至加法處理電路65。輔助指令值運算電路33基于通過加法處理電路65運算的第1輔助成分ta1*與第2輔助成分ta2*的相加值生成輔助指令值ta*。這樣,在本實施方式中,在通過基于第1輔助成分ta1*與第2輔助成分ta2*的相加值控制馬達20的驅動來輔助用戶的方向盤的操作時,抑制來自轉向輪的反向輸入振動并且實現優異的轉向操縱特性。
另外,如圖3所示,旋轉角f/b控制電路64具有限制狀態設定電路72,限制狀態設定電路72設定或解除限制由f/b運算處理電路71運算的第2輔助成分ta2*的限制狀態。如上所述,在車速傳感器42中,存在車速值v的值固定為特定的值等在車速值v產生異常的情況。這樣的車速傳感器42即車速值v的異常通過與轉向操縱ecu30分別設置的車輛ecu50判定。車輛ecu50在判定車速值v異常的情況下,將表示該情況的異常信號st向限制狀態設定電路72(即,轉向操縱ecu30(微機31的旋轉角f/b控制電路64))輸出。此外,車輛ecu50每過規定周期判定車速值v是否異常。
在本實施方式中,在車速值v被判定為異常的異常判定期間,設定預先決定的暫定車速值v0作為通過車速傳感器42檢測出的車速值v。暫定車速值v0例如在使能夠通過輔助機構3輔助用戶的方向盤的操作的最高車速為時速100km(公里)的情況下被設定為比最高車速與表示車輛的停車狀態或者極低速狀態的車速亦即基準車速值vth(例如約時速零km(公里))的中間值高的時速60km(公里)。即,暫定車速值v0是比基準車速值vth大的值。該暫定車速值v0在異常判定期間代替車速值v被輸入至轉向操縱ecu30。此外,暫定車速值v0例如也可以從車輛ecu50等轉向操縱ecu30的外部輸入至轉向操縱ecu30,還可以由轉向操縱ecu30的微機31生成并分別向需要的控制電路以及處理電路輸入。
將通過車輛ecu50輸出的異常信號st與通過橫擺率傳感器43檢測出的橫擺率yr輸入至限制狀態設定電路72。限制狀態設定電路72基于異常信號st以及橫擺率yr,將表示與第2輔助成分ta2*的運算相關的限制狀態的設定以及解除的限制狀態標志flg向f/b運算處理電路71輸出。
f/b運算處理電路71在限制狀態被解除的狀態亦即通常狀態通過從限制狀態設定電路72輸入的限制狀態標志flg被設定的情況下,作為用于將旋轉角度θp向旋轉角指令值θp*反饋控制的控制量,對第2輔助成分ta2*進行運算。另一方面,f/b運算處理電路71在限制狀態通過從限制狀態設定電路72輸入的限制狀態標志flg被設定的情況下,進行運算而將零作為第2輔助成分ta2*,將第2輔助成分ta2*無效化。即,在本實施方式中,在限制狀態被設定的情況下,第2輔助成分ta2*的變化范圍(變化寬度)成為零。
這里,針對限制狀態設定電路72執行的限制狀態設定處理進行說明。此外,限制狀態設定電路72每過規定周期反復執行以下的處理。如圖4所示,限制狀態設定電路72基于異常信號st,判定車速值v是否正常(s10)。
限制狀態設定電路72在異常信號st未被輸入、車速值v正常的情況下(s10:yes),基于車速值v判定車輛是否處于行駛中(s20)。在s20中,限制狀態設定電路72基于車速值v判定該車速值v是否超過基準車速值vth。基準車速值vth是作為判定處于車輛的停車狀態或者極低速狀態的基準的車速,被設定為能夠判斷車輛未處于行駛中即處于停車中而經驗性求得的值。
此外,限制狀態設定電路72在車速值v比基準車速值vth大、車輛處于行駛中的情況下(s20:yes),將表示通常狀態的設定的限制狀態標志flg向f/b運算處理電路71輸出(s30),并且結束限制狀態設定處理。在該情況下,f/b運算處理電路71作為用于將旋轉角度θp向旋轉角指令值θp*反饋控制的控制量,對第2輔助成分ta2*進行運算。在該情況下,基本輔助控制電路60基于正常的車速值v,對基本輔助控制量tas*進行計算。即,第1輔助成分ta1*通過使用基于正常的車速值v計算出的基本輔助控制量tas*計算。此外,在該情況下,旋轉角指令值運算電路70也基于正常的車速值v對旋轉角指令值θp*進行計算。而且,在該情況下,第2輔助成分ta2*使用基于正常的車速值v計算出的第1輔助成分ta1*(旋轉角指令值θp*)計算。
另一方面,限制狀態設定電路72在車速值v為基準車速值vth以下、車輛處于停車中的情況下(s20:no),作為限制狀態,將表示限制狀態1的設定的限制狀態標志flg向f/b運算處理電路71輸出(s40),并且結束限制狀態設定處理。在該限制狀態1的情況下,f/b運算處理電路71進行運算而將零作為第2輔助成分ta2*。另外,在限制狀態1的情況下,基本輔助控制電路60基于正常的車速值v,對基本輔助控制量tas*進行計算。即,第1輔助成分ta1*使用基于正常的車速值v計算出的基本輔助控制量tas*計算。此外,在限制狀態1的情況下,旋轉角指令值運算電路70也基于正常的車速值v,對旋轉角指令值θp*進行計算。而且,在限制狀態1的情況下,對于第2輔助成分ta2*而言,與第1輔助成分ta1*(旋轉角指令值θp*)無關地計算出零。
另外,限制狀態設定電路72在被輸入異常信號st、車速值v為異常的情況下(s10:no),基于橫擺率yr判定車輛是否處于行駛中(s50)。在s50中,限制狀態設定電路72基于橫擺率yr判定該橫擺率yr是否超過閾值yrth。閾值yrth被設定為能夠判斷車輛為基準車速值vth以下即處于停車中而經驗性求得的值。此外,在車速值v為異常的情況下,在無法如s20的處理那樣使用車速值v判定車輛是否處于行駛中時,能夠代替車速值v轉而使用橫擺率yr來判定車輛是否處于行駛中。
而且,限制狀態設定電路72在橫擺率yr超過閾值yrth、車輛處于行駛中的情況下(s50:yes),將表示通常狀態的設定的限制狀態標志flg向f/b運算處理電路71輸出(s60),并且結束限制狀態設定處理。在該情況下,f/b運算處理電路71作為用于將旋轉角度θp向旋轉角指令值θp*反饋控制的控制量,對第2輔助成分ta2*進行運算。但是,此時,在之前的s10中,由于被判定為車速值v為異常,所以作為車速值v,代替實際的車輛的行駛速度,輸入暫定車速值v0。因此,基本輔助控制電路60基于暫定車速值v0,對基本輔助控制量tas*進行計算。即,第1輔助成分ta1*使用基于暫定車速值v0計算出的基本輔助控制量tas*計算。此外,在該情況下,旋轉角指令值運算電路70也基于暫定車速值v0,對旋轉角指令值θp*進行計算。而且,在該情況下,第2輔助成分ta2*使用基于暫定車速值v0計算出的第1輔助成分ta1*(旋轉角指令值θp*)計算。
另一方面,限制狀態設定電路72在橫擺率yr為閾值yrth以下、車輛處于停車中的情況下(s50:no),作為限制狀態,將表示限制狀態2的設定的限制狀態標志flg向f/b運算處理電路71輸出(s70),結束限制狀態設定處理。在該限制狀態2的情況下,f/b運算處理電路71進行運算而將零作為第2輔助成分ta2*。另外,在限制狀態2的情況下,基本輔助控制電路60基于暫定車速值v0,對基本輔助控制量tas*進行計算。即,第1輔助成分ta1*通過使用基于暫定車速值v0計算出的基本輔助控制量tas*被計算出。此外,在限制狀態2的情況下,旋轉角指令值運算電路70也基于暫定車速值v0,對旋轉角指令值θp*進行計算。而且,在限制狀態2的情況下,對于第2輔助成分ta2*而言,與第1輔助成分ta1*(旋轉角指令值θp*)無關地計算出零。
根據以上說明的本實施方式,起到以下所示的作用以及效果。
(1)如圖5所示,在限制狀態設定處理的結果是車速值v為正常(s10:yes)并且行駛狀態處于行駛中(s20:yes)的情況下,基于正常的車速值v對第1輔助成分ta1*進行計算。并且,在該情況下,使用基于該正常的車速值v計算出的第1輔助成分ta1*以及旋轉角指令值θp*,計算第2輔助成分ta2*使之有效化。
另一方面,如該圖所示,在限制狀態設定處理的結果是車速值v為正常(s10:yes)并且行駛狀態處于停車中(s20:no)的情況下,基于正常的車速值v對第1輔助成分ta1*進行計算。并且,在該情況下,與基于該正常的車速值v計算出的第1輔助成分ta1*以及旋轉角指令值θp*無關地設定限制狀態1,在限制狀態1中,進行運算而將零作為第2輔助成分ta2*從而使之無效化。
與此相對,如圖5所示,在限制狀態設定處理的結果是車速值v為異常(s10:no)并且行駛狀態處于行駛中(s50:yes)的情況下,基于暫定車速值v0對第1輔助成分ta1*進行計算。并且,在該情況下,使用基于該暫定車速值v0計算出的第1輔助成分ta1*以及旋轉角指令值θp*,計算第2輔助成分ta2*使之有效化。
另一方面,如該圖所示,在限制狀態設定處理的結果是車速值v為異常(s10:no)并且行駛狀態處于停車中(s50:no)的情況下,基于暫定車速值v0對第1輔助成分ta1*進行計算。并且,在該情況下,與基于該暫定車速值v0計算出的第1輔助成分ta1*以及旋轉角指令值θp*無關地設定限制狀態2,在限制狀態2中,進行運算而將零作為第2輔助成分ta2*從而使之無效化。
這樣,在車速值v為正常的情況下,基于該正常的車速值,使車輛的停車時從f/b運算處理電路71輸出的第2輔助成分ta2*對用戶的方向盤的操作的影響實質性無效化(限制狀態1)。即,在車輛的停車時,將第2輔助成分ta2*對用戶的方向盤的操作的影響實質性無效化,使用戶能夠良好地進行方向盤的操作。
另一方面,在本實施方式中,在車速值v被判定為異常的異常判定期間,通過設定暫定車速值v0的結構,能夠使用該暫定車速值v0計算第1輔助成分ta1*。由此,在車速值被判定為異常的異常判定期間,也能夠根據用戶的方向盤的操作施加基于第1輔助成分ta1*的輔助扭矩。
但是,在該情況下,若與第1輔助成分ta1*相同,針對第2輔助成分ta2*也能夠使用暫定車速值v0計算,則即便車輛實際上處于停車中,也會因第2輔助成分ta2*對方向盤的操作的影響而使用戶無法良好地進行方向盤的操作。
對此,如上述圖5所示,在車速值v為異常(s10:no)并且行駛狀態處于停車中(s50:no)的情況下,第2輔助成分ta2*對用戶的方向盤的操作的影響被實質性地無效化(限制狀態2)。由此,在異常判定期間,能夠根據用戶的方向盤的操作施加基于第1輔助成分ta1*的輔助扭矩,并且能夠限制第2輔助成分ta2*對方向盤的操作的影響。因此,在車速值v的異常時,用戶也能夠良好地進行方向盤的操作。
(2)在異常判定期間,將第2輔助成分ta2*被無效化的狀況,限制在車輛未處于行駛中的停車中。在該情況下,即便在異常判定期間,在車輛處于行駛中的情況下,第2輔助成分ta2*對用戶的方向盤的操作的影響也在暫定車速值v0的特性的范圍內被有效化。因此,即便在車速值v的異常時,也能夠適當地輔助用戶的方向盤的操作。
(3)另外,也存在即便車速值v異常該異常也是暫時的可能性。即,也存在盡管車速值v產生異常但之后車速值v不再是異常的可能性。這樣,如果在車速值v不再是異常的情況下仍將第2輔助成分ta2*無效化,則會降低輔助方向盤的操作的本來功能。
對此,在本實施方式中構成為,通過每過規定周期反復執行限制狀態設定處理,在車速值為異常(s10:no)后設定限制狀態2(s70),而后若能夠判定車速值不是異常(s10:yes),則解除限制狀態2(s30)。
因此,使第2輔助成分ta2*無效化的狀況被限定在必要最低限度。由此,即便構成為在車速值v為異常的情況下使第2輔助成分ta2*無效化,也能夠最小限度地抑制輔助方向盤的操作的本來功能的降低。
此外,上述實施方式也能夠以以下方式實施。
第2輔助成分ta2*的無效化也可以通過f/b運算處理電路71停止運算實現、或者通過將零作為偏差δθ輸入至f/b運算處理電路71實現。另外,第2輔助成分ta2*的無效化也可以通過將由f/b運算處理電路71運算出的第2輔助成分ta2*乘以增益來實現無效化。
也可以為在設定了限制狀態2后,在維修現場等進行特定的處置,例如如果不將轉向操縱ecu30的存儲信息清空、復位,則可避免限制狀態2被解除。另外,在設定了限制狀態2之后,也可以隨著時間經過暫時解除限制狀態2,然后再次判定車速值v是否正常從而設定以及解除限制狀態2。
在限制狀態設定處理的s50的判定中,也可以代替橫擺率yr,轉而使用在車輛轉彎時作用于該車輛的前后方向的加速度。在該情況下,只要在車輛設置加速度傳感器、所謂g傳感器即可。另外,在限制狀態設定處理的s50的處理中,也可以一并考慮橫擺率yr以及加速度。另外,在限制狀態設定處理的s50的判定中,也可以使用通過汽車導航等gps、照相機、距離傳感器、雷達等各種傳感器、車路間通信識別的包含車輛的周邊環境的表示車輛的行駛狀態的各種信息。特別是在使用汽車導航系統等gps、照相機的情況下,即便車速值v為異常,若能夠對車輛的行駛速度進行檢測,則也可以基于被檢測出的行駛速度對第2輔助成分ta2*進行運算。
在限制狀態設定處理中,也能夠省略s50的處理。在該情況下,若車速值v為異常,則必然設定限制狀態2,因此如果車輛在停車時,則至少將第2輔助成分ta2*無效化。根據本變形例,即便在車速值v的異常時,用戶也能夠更好地在車輛的停車時進行方向盤的操作。
在限制狀態2中,作為第2輔助成分ta2*,與車速值v正常的情況相比,最好進一步限制上限值或者下限值、即第2輔助成分ta2*的變化范圍。在該情況下,第2輔助成分ta2*的限制可通過將由f/b運算處理電路71運算出的第2輔助成分ta2*乘以增益等方法來限制其變化范圍。另外,在限制狀態2中,作為偏差δθ、第2輔助成分ta2*,也可以運算固定值。該固定值最好是與車速值v為正常的情況相比進一步限制上限值或者下限值(變化范圍)的值。
在輔助指令值運算電路33中,也能夠省略相位補償控制電路61以及扭矩微分控制電路62。在相位補償控制電路61以及扭矩微分控制電路62中,也可以將補償成分的內容變更為其他要素進行運算,也可以將多個要素作為補償成分進行運算。
車速值v的異常也可以通過轉向操縱ecu30自身被檢測出。例如,轉向操縱ecu30也可以基于橫擺率yr判定車輛是否處于行駛中,在依靠橫擺率yr判定處于停車中但車速值v不是零的情況下等,可以檢測出車速值v的異常。對于這樣的車速值v的異常的檢測,也能夠使用作用于車輛的前后方向的上述加速度(g傳感器),也能夠使用與車速傳感器42一起被設置于轉向輪15的車輪速傳感器。
在旋轉角指令值運算電路70中,也可以使用不考慮彈性項進行了模型化的模型公式。另外,在旋轉角指令值運算電路70中,也可以將橫擺率yr也加上對旋轉角指令值θp*進行運算。
在上述實施方式中,在限制狀態1以及限制狀態2中,均通過無效化對第2輔助成分ta2*進行限制,但也可以使限制第2輔助成分ta2*的方法在限制狀態1與限制狀態2中各異。例如,可以在限制狀態1以及限制狀態2中,使一方的限制狀態下的第2輔助成分ta2*無效化,另一方的限制狀態下限制第2輔助成分ta2*的上限值或者下限值(變化范圍)。
在上述實施方式中,將eps1以對轉向軸11施加輔助扭矩的柱型進行了具體化,但也可以應用于齒條(輔助)型。在該情況下,例如將扭矩傳感器40設置于小齒輪軸11c。
上述實施方式對eps1進行了具體化,但并不限定于此。例如也可以應用于線控(sbw)方式的方向盤裝置。