电动转向系统技术方案

本发明专利技术提供了一种电动转向系统，其包括：转弯装置，该转弯装置构造成使车辆的车轮转弯；以及转向反作用力控制单元，该转向反作用力控制单元配置成控制施加至方向盘的转向反作用力。转向反作用力控制单元配置成计算多种轴力，基于这些轴力计算最终轴力，并且产生与该最终轴力对应的转向反作用力。这些轴力包括基本轴力、在转向不足期间变成比该基本轴力小的不足轴力。转向反作用力控制单元配置成计算反映基本轴力与转向不足期间的不足轴力之间的差的转向不足程度，并且将转向不足期间的最终轴力减小到比基本轴力小了与该转向不足程度对应的量的值。

【技术实现步骤摘要】
电动转向系统
本专利技术涉及电动转向系统。
技术介绍
电动转向系统是已知的。在电动转向车辆的情况下，构造成使车轮转弯的转弯机构与方向盘机械地隔开。而转弯机构设置有电动马达。当电动马达随着方向盘的操作而被驱动时，车轮转弯。为了给驾驶员提供转向感而对方向盘施加伪转向反作用力。日本专利申请公报No.2004-034923(JP2004-034923A)中公开了一种电动转向式转向控制装置。转弯机构包括驱动转弯车轮的转弯致动器。由于路面反作用力等，转弯反作用力被施加至转弯机构。使用传感器来检测转弯反作用力，或者使用扰动观测器来估计转弯反作用力。转向机构包括向方向盘施加转向反作用力的转向致动器。转向致动器的控制量基于转向扭矩、转弯反作用力以及转弯反作用力的时间导数等来决定。
技术实现思路
在上述JP2004-034923A中公开的技术中，没有考虑当车辆状态处于诸如转向不足范围或转向过度范围的临界范围时的转向控制。然而，当车辆状态处于临界范围时，也希望再现与车辆状态对应的适当转向感。本专利技术提供了一种电动转向系统，该电动转向系统能够再现与处于诸如转向不足范围或转向过度范围的临界范围的车辆状态对应的转向感。本专利技术的第一方面涉及一种安装在车辆中的电动转向系统。该电动转向系统包括：转弯装置，该转弯装置构造成使车辆的车轮转弯；以及转向反作用力控制单元，该转向反作用力控制单元配置成控制施加至方向盘的转向反作用力。转向反作用力控制单元配置成使用不同的参数计算多种轴力，基于所述多种轴力计算最终轴力，并且产生与该最终轴力对应的转向反作用力。所述多种轴力包括基于车轮的转弯角度或方向盘的转向角度计算的基本轴力、以及在转向不足期间变成小于该基本轴力的不足轴力。转向反作用力控制单元配置成计算反映基本轴力与转向不足期间的不足轴力之间的差的转向不足程度，并且将转向不足期间的最终轴力减小到比基本轴力小出与该转向不足程度对应的量的值。根据第一方面，对基本轴力和在转向不足期间变成小于基本轴力的不足轴力进行计算。通过比较基本轴力与不足轴力，可以容易地检测转向不足，并且可以容易地计算转向不足程度。另外，转向不足期间的最终轴力比基本轴力小出与转向不足程度对应的减小量。因此，转向不足期间的转向反作用力变成小于与基本轴力对应的转向反作用力。因此，可以再现驾驶员在转向不足期间接收到的“转向力减小感”(即，转向力减小的感觉)。本专利技术的第二方面涉及一种安装在车辆中的电动转向系统。该电动转向系统包括：转弯装置，该转弯装置构造成使车辆的车轮转弯；以及转向反作用力控制单元，该转向反作用力控制单元配置成控制施加至方向盘的转向反作用力。转向反作用力控制单元配置成使用不同的参数计算多种轴力，基于所述多种轴力计算最终轴力，并且产生与该最终轴力对应的转向反作用力。所述多种轴力包括基于车轮的转弯角度或方向盘的转向角度计算的基本轴力、以及在转向过度期间变成大于该基本轴力的过度轴力。转向反作用力控制单元配置成计算反映基本轴力与转向过度期间的过度轴力之间的差的转向过度程度，并且将转向过度期间的最终轴力增大成比基本轴力大出与该转向过度程度对应的量。根据第二方面，对基本轴力和在转向过度期间变成大于基本轴力的过度轴力进行了计算。通过比较基本轴力与过度轴力，可以容易地检测转向过度，并且可以容易地计算转向过度程度。另外，转向过度期间的最终轴力比基本轴力大出与转向过度程度对应的增大量。因此，转向过度期间的转向反作用力大于与基本轴力对应的转向反作用力。因此，方向盘可以被容易地转回。也就是说，对转向过度期间的反向转向操作提供了辅助。因此，驾驶员会发现易于执行反向转向操作。如上所述，根据本专利技术的上述方面的电动转向系统可以再现与车辆状态对应的适当的转向感。特别地，即使在车辆状态处于诸如转向不足范围或转向过度范围的临界范围时，也可以再现与车辆状态对应的适当的转向感。附图说明下面将参照附图对本专利技术的示例性实施方式的特征、优点以及技术意义和工业意义进行描述，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中：图1是示意性地示出了根据本专利技术的实施方式的电动转向系统的构型示例的框图；图2是图示了本专利技术的实施方式中的不足轴力的概念性曲线图；图3是图示了本专利技术的实施方式中的作为不足轴力之一的第五轴力的概念性曲线图；图4是图示了本专利技术的实施方式中的过度轴力的概念性曲线图；图5是根据本专利技术的实施方式的电动转向系统中的转向反作用力控制单元的功能配置的框图；图6是根据本专利技术的实施方式的转向反作用力控制中的最终轴力的计算的第一示例的概念图；图7是根据本专利技术的实施方式的转向反作用力控制中的最终轴力的计算的第二示例的概念图；以及图8是根据本专利技术的实施方式的转向反作用力控制中的最终轴力的计算的第三示例的概念图。具体实施方式将参照附图对本专利技术的实施方式进行描述。图1是示意性地示出了根据本专利技术的此实施方式的电动转向系统1的构型示例的框图。电动转向系统1安装在车辆上并且以电动转向的方式使车辆的车轮WH(转弯车轮)转弯。如图1中所示，电动转向系统1包括方向盘10、转向轴20、反作用力发生器30、转弯装置40、传感器51至58以及控制单元100。方向盘10是驾驶员用于转向的操作构件。转向轴20联接至方向盘10并且与方向盘10一起旋转。反作用力发生器30向方向盘10施加伪转向反作用力。该反作用力发生器30包括反作用力马达31和减速机构32。反作用力马达31的转子经由减速机构32连接至转向轴20。当反作用力马达31被操作时，伪转向反作用力可以被施加至转向轴20和方向盘10。该反作用力马达31的操作由控制单元100控制。转弯装置40使车轮WH转弯。该转弯装置40包括转弯马达41、减速机构42、转弯杆43以及横拉杆44。转弯马达41的转子经由减速机构42连接至转弯杆43。转弯杆43经由横拉杆44联接至车轮WH。在下文中，转弯杆43和横拉杆44将被统称为转弯轴45。可以为每个车轮WH提供转弯杆43，并且每个转弯杆43都可以经由对应的横拉杆44联接至对应的车轮WH，由此，各个转弯杆43和对应的横拉杆44可以统称为转弯轴45。转弯马达41经由减速机构42和转弯轴45连接至车轮WH。当转弯马达41旋转时，转弯马达41的旋转运动转换成转弯轴45的线性运动，由此车轮WH转弯。也就是说，当转弯马达41被操作时，车轮WH可以转弯。该转弯马达41的操作由控制单元100控制。方向盘角度传感器51检测作为方向盘10的转向角度的方向盘角度MA。方向盘角度传感器51将关于检测到的方向盘角度MA的信息发送至控制单元100。转向扭矩传感器52检测施加至转向轴20的转向扭矩T。转向扭矩传感器52将关于检测到的转向扭矩T的信息发送至控制单元100。旋转角度传感器53检测在反作用力发生器30中的反作用力马达31的旋转角度φ。旋转角度传感器53将关于检测到的旋转角度φ的信息发送至控制单元100。旋转角度传感器54检测转弯装置40中的转弯马达41的旋转角度。转弯马达41的旋转角度对应于车轮WH的转弯角度θ。因此，旋转角度传感器54检测车轮WH的转弯角度θ。旋转角度传感器54将关于检测到的转弯角度θ的信息发送至控制单元100。转弯电流传感器55检测驱动转弯马达41的转弯电流Im。转弯电流传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种安装在车辆中的电动转向系统，所述电动转向系统的特征在于包括：转弯装置，所述转弯装置构造成使所述车辆的车轮转弯；以及转向反作用力控制单元，所述转向反作用力控制单元配置成控制施加至方向盘的转向反作用力，其中：所述转向反作用力控制单元配置成使用不同的参数计算多种轴力，基于所述多种轴力计算最终轴力，并且产生与所述最终轴力对应的所述转向反作用力；所述多种轴力包括基于所述车轮的转弯角度或所述方向盘的转向角度计算出的基本轴力，以及在转向不足期间变成小于所述基本轴力的不足轴力；以及所述转向反作用力控制单元配置成计算反映转向不足期间的所述基本轴力与所述不足轴力之间的差的转向不足程度，并且将转向不足期间的所述最终轴力减小到比所述基本轴力小出对应于所述转向不足程度的量的值。

【技术特征摘要】
2017.10.03 JP 2017-193545;2017.11.06 JP 2017-214031.一种安装在车辆中的电动转向系统，所述电动转向系统的特征在于包括：转弯装置，所述转弯装置构造成使所述车辆的车轮转弯；以及转向反作用力控制单元，所述转向反作用力控制单元配置成控制施加至方向盘的转向反作用力，其中：所述转向反作用力控制单元配置成使用不同的参数计算多种轴力，基于所述多种轴力计算最终轴力，并且产生与所述最终轴力对应的所述转向反作用力；所述多种轴力包括基于所述车轮的转弯角度或所述方向盘的转向角度计算出的基本轴力，以及在转向不足期间变成小于所述基本轴力的不足轴力；以及所述转向反作用力控制单元配置成计算反映转向不足期间的所述基本轴力与所述不足轴力之间的差的转向不足程度，并且将转向不足期间的所述最终轴力减小到比所述基本轴力小出对应于所述转向不足程度的量的值。2.根据权利要求1所述的电动转向系统，其特征在于：所述转向反作用力控制单元配置成基于所述基本轴力与第一基本轴力增益的乘积和所述不足轴力与不足轴力增益的乘积之和来计算转向不足期间的所述最终轴力；以及所述转向反作用力控制单元配置成使所述第一基本轴力增益随着所述转向不足程度的增大而减小并且使所述不足轴力增益随着所述转向不足程度的增大而增大。3.根据权利要求1所述的电动转向系统，其特征在于：所述转向反作用力控制单元配置成通过将所述基本轴力乘以小于等于1的校正增益来计算转向不足期间的所述最终轴力；以及所述转向反作用力控制单元配置成使所述校正增益随着所述转向不足程度的增大而减小。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的电动转向系统，其特征在于：所述转弯装置包括转弯马达，所述转弯马达经由转弯轴连接至所述车轮；所述多种轴力包括基于驱动所述转弯马达的转弯电流计算出的早期变化轴力；以及所述早期变化轴力被用作所述不足轴力。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的电动转向系统，其特征在于：所述多种轴力还包括在转向过度期间变成大于所述基本轴力的过度轴力；以及所述转向反作用力控制单元配置成计算反映转向过度期间的所述基本轴力与所述过度轴力之间的差的转向过度程度，并且将转向过度期间的所述最终轴力增大到比所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：工藤佳夫，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP