转向控制系统的制作方法

专利名称：转向控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及这种类型的转向控制系统即，使用线传转向机构，并且包括具有转向盘和转向反作用力致动器的转向操纵部分，以及包括具有车辆转向轮和转向致动器的转向部分，通过备用机构的操作对该转向操纵部分和转向部分进行机械分离和连接。
背景技术：
最近，已提出这样一种车辆转向装置即，其提供所谓线传转向(以下简称“SBW”)的系统，该系统取消了转向盘和车辆转向轮之间的机械连接，而是使用电子线路就可起动转向系统。对于这些类型的SBW机构，重要的是提供一种防故障保护的措施来处理例如在用于转向操纵反作用力的致动器中出现异常的情况。在这点上，对于异常、系统检查、故障诊断、或进行到最大转向角附近等的情况，提出了这样一种功能为通常的电动助力转向装置(以下简称“EPS”)的结构即，其可以中止反作用力控制器的控制，对用于机械连接转向操纵部件和车辆转向轮的备用机构进行操作，并且把转向操纵控制部分切换到用于转向操纵辅助控制、以及控制转向致动器。例如，参见2004年3月25日公开的公开号为2004-090783的日本专利申请(2002年8月30日提出)。
然而，对于常规的转向控制系统，在从SBW控制切换为EPS控制之后，当达到预定条件(如系统检查完成、故障诊断完成、从最大转向角附近返回等)时，会从EPS控制返回SBW控制。然而，在对机械备用机构进行分离时，从产生分离指令到完成分离需要一定时间。由于对SBW的转向转矩的变化不是瞬时的，所以，会出现这样的问题即，在EPS期间来自驾驶者的辅助转矩在返回SBW时会减小，在机械备用机构完成分离之后转向转矩不足，由此车辆转向轮就达不到驾驶者想要的转向范围。

发明内容
本发明的目的是提供一种转向控制系统，在从转向操纵辅助控制返回到SBW控制时，本发明的转向控制系统可以抑制在备用机构完成分离之后的转向转矩的减小，并且可以防止驾驶者不期望的车辆转向轮的转向不足。
更具体而言，在实现本发明的转向控制系统的一个示例中，包括转向操纵部分，其具有转向盘和转向操纵反作用力致动器；转向部分，其具有车辆转向轮和转向致动器；所述转向操纵部分和所述转向部分通过备用机构的操作进行机械的分离和连接。另外，提供可与所述备用机构分离的线传转向控制单元，所述线传转向控制单元用于对所述转向致动器执行线传转向控制，以达到与转向操纵状态对应的转向角，并且用于对所述转向操纵反作用力致动器执行线传转向控制，以给予与转向状态对应的转向操纵反作用力。还提供转向操纵辅助控制单元，其与所述备用机构连接，用于对作为辅助单元的所述转向操纵反作用力致动器和所述转向致动器中的至少一个执行转向操纵辅助控制；还提供控制切换单元，用于在转向操纵辅助控制期间，一旦达到预定条件，就返回到线传转向控制。从转向操纵辅助控制切换到线传转向控制时，从对所述备用机构产生分离指令到所述备用机构完成分离期间，所述控制切换单元将完成分离之后传递于车辆转向轮上的转向转矩的减小等价量设定为校正量，并且执行转向操纵辅助控制中的转向转矩的增大校正。


下面，本发明的转向控制系统的各项特征和其他优点在结合附图进行说明之后更为清楚，在附图中图1是根据本发明实施例的实现转向控制系统的线传转向机构的示意图；图2是在图1所示的线传转向机构中使用的备用离合器示例的概略放大截面图；图3是示出根据所举实施例的使用SBW控制的控制结构框图；图4是示出根据所举实施例的SBW控制的框图；图5是示出根据所举实施例的SBW控制期间的转向伺服控制的框图；图6是示出根据所举实施例的SBW控制期间的反作用力控制的框图；图7是示出根据所举实施例的SBW控制期间的反作用力伺服控制的框图；图8是示出根据所举实施例的EPS控制期间的转向控制的框图；图9是示出根据所举实施例的EPS控制期间的转向伺服控制的框图；图10是示出根据所举实施例的切换控制处理的流程图；图11是根据所举实施例的从SBW控制切换为EPS控制的过渡期间，转向转矩校正控制中使用的转向操纵转矩的转向转矩校正值的映射或图；图12是示出根据所举实施例的从SBW控制切换为EPS控制的过渡期间，转向操纵角速度增益与转向转矩校正控制中使用的转向操纵角速度的关系曲线图；图13是示出根据所举实施例的从SBW控制切换为EPS控制的过渡期间，轴向力变化增益与转向转矩校正控制中使用的齿条轴向力变化的关系曲线图；图14是示出根据所举实施例的从SBW控制切换为EPS控制的过渡期间，车辆运动量增益与转向转矩校正控制中使用的车辆运动量的关系曲线图；图15是根据所举实施例的从EPS控制恢复为SBW控制的过渡期间，转向转矩校正控制中使用的转向操纵转矩的转向转矩校正值的映射或图；图16是示出根据所举实施例的从EPS控制恢复为SBW控制的过渡期间，转向操纵角速度增益与转向转矩校正控制中使用的转向操纵角速度的关系曲线图；图17是示出根据所举实施例的从EPS控制恢复为SBW控制的过渡期间，轴向力变化增益与转向转矩校正控制中使用的齿条轴向力变化的关系曲线图；图18是示出根据所举实施例的从EPS控制恢复为SBW控制的过渡期间，车辆运动量增益与转向转矩校正控制中使用的车辆运动量的关系曲线图；图19是根据所举实施例的从EPS控制恢复为SBW控制的过渡期间，转向操纵反作用力转矩校正控制中使用的转向操纵转矩的转向操纵反作用力转矩校正值的映射或图；图20是示出根据所举实施例的从EPS控制恢复为SBW控制的过渡期间，转向操纵角速度增益与转向操纵反作用力转矩校正控制中使用的转向操纵角速度的关系曲线图；图21是示出根据所举实施例的从EPS控制恢复为SBW控制的过渡期间，轴向力变化增益与转向操纵反作用力转矩校正控制中使用的齿条轴向力变化的关系曲线图；图22是示出根据所举实施例的从EPS控制恢复为SBW控制的过渡期间，车辆运动量增益与转向操纵反作用力转矩校正控制中使用的车辆运动量的关系曲线图；图23是示出根据所举实施例的从SBW控制切换为EPS控制期间的转矩方向的示意图；图24是示出从SBW控制切换为EPS控制时，以前的转向转矩控制与根据所举实施例中的转向转矩校正控制之间的比较的时间图；图25是示出从SBW控制切换为EPS控制时，以前的转向操纵反作用力转矩控制与根据所举实施例中的转向操纵反作用力转矩校正控制之间的比较的时间图；
图26是示出从EPS控制恢复为SBW控制时，以前的转向转矩控制与根据所举实施例中的转向转矩校正控制之间的比较的时间图；以及图27是示出从EPS控制恢复为SBW控制时，以前的转向操纵反作用力转矩控制与根据所举实施例中的转向操纵反作用力转矩校正控制之间的比较的时间图。
具体实施例方式
图1是示出由根据所示的示例性实施例的本发明的转向控制系统实现的线传转向机构(以下简称“SBW机构”)的示意图。图2是示出根据图1所示实施例的转向控制系统中的备用离合器实例的截面图。图3是示出根据所示实施例的整个系统的结构框图。本实施例包括(1)反作用力装置(转向操纵部分)、(2)备用装置(备用机构)、(3)转向装置(转向部分)，以及(4)控制器。下面将对它们进行详细说明。
反作用力装置(转向操纵部分)由转向角传感器1，1、编码器2、转矩传感器3，3(转向操纵转矩检测单元)、霍耳IC4和反作用力电动机5(转向操纵反作用力致动器)构成。
转向角传感器1，1是用于检测转向盘6的转向角的装置，该转向角传感器设置为两个转矩传感器(转向角传感器1和转向角传感器2)的双系统，并布置在用于结合后述的电缆柱7和转向盘6的柱轴8上。简言之，转向角传感器1，1布置在转向盘6和转矩传感器3，3之间，并且可以不受转矩传感器3，3返回的角度变化的影响来检测转向角。该转向角传感器1，1使用绝对型解析装置(absolute-type resolver)等。
转矩传感器3，3由两个转矩传感器(转矩传感器1和转矩传感器2)形成双系统，并且布置在转向角传感器1和反作用力电动机5之间。虽没有在图中特别示出，但转矩传感器3，3例如可以包括沿轴向延伸的扭力杆、与扭力杆在同一轴上的第一轴、与第一轴和扭力杆在同一轴且连接到扭力杆的相反端的第二轴、固定在第一轴上的第一磁体、固定在第二轴上的第二磁体、与第一磁体和第二磁体相对的线圈、围绕线圈并与第一磁体和第二磁体构成电磁回路的第三磁体。于是，基于线圈被扭力杆操纵而扭转，与第一磁体和第二磁体之间的相对位置改变相对应，线圈电感发生改变，从而可以基于该电感根据输出信号检测出转矩大小。
反作用力电动机5是用于向转向盘6施加反作用力的转向操纵反作用力致动器，其包含单转子/单定子电动机并以柱轴8作为其旋转轴，并且它的机壳安装在车身的合适位置上。该反作用力电动机5使用无刷电动机，增添与该无刷电动机一起使用的编码器2和霍耳IC4。在该结构中，虽然只使用霍耳IC4就使产生电动机转矩的电动机驱动成为可能，但是会产生微小的转矩波动，这会对转向操纵反作用力感产生不利影响。由于该原因，为了更平稳有效地进行反作用力控制，可将编码器2布置在柱轴8上来执行电动机控制以减少微小的转矩波动，从而改善转向操纵反作用力感。此外，也可以用解析装置来代替编码器2。
由电缆柱7和备用离合器9构成的备用装置可以对反作用力装置和转向装置进行机械的连接和分离。
在备用离合器9工作的备用模式下，电缆柱7构成为这样的机械式备用装置甚至是在避免置于反作用力装置和转向装置之间的各部件的干扰而转向时，也可以发挥传递转矩的柱轴功能。并且电缆柱7构造成这样即，将端部固定到卷轴上的两个内部电缆(未图示)以相反方向彼此缠绕，并且将其中插入有这两个内部电缆的外管两端固定在这两个卷轴外壳上。
备用离合器9设置在转向装置中。图2是备用离合器9的概略截面图。该备用离合器9包含电磁离合器和机械离合器，并且在离合器接合时，电磁体在受到激励的状态下促使初始滑动来接触摩擦板，该摩擦板使机械接合部分的凸轮移动，从而以机械强度进行接合。在离合器分离时，电磁体被去激励，通过将机械接合部分的凸轮向输入或输出的任意一方移动来实现离合器分离。这样，通过备用离合器9的接合，可以借助于电缆柱7和备用离合器9传递来自反作用力装置的转矩与来自转向装置的转矩。
转向装置包括编码器10，10、转向角传感器11，11、转矩传感器12，12、霍耳IC13、转向电动机14，14(转向致动器)、转向机构15、以及车辆转向轮16，16。
舵角度传感器11，11和转矩传感器12，12布置在小齿轮轴17的轴线上，在小齿轮轴17的一端安装备用离合器9，并且在另一端上形成小齿轮。转向角传感器11，11如同转向角传感器1，1一样形成双系统，并且使用绝对解析装置来检测轴的旋转数。此外，转矩传感器12，12也如同转矩传感器3，3一样形成双系统，并且用于通过电感的变化来检测转矩。通过将转向角传感器11，11布置在小齿轮的下游并将转矩传感器12，12布置在小齿轮的上游，这样，在用转向角传感器11，11检测转向角时，该系统不会受到因转矩传感器12，12的扭转而产生的角度变化的影响。
转向电动机14，14构造为这样即，在由电动机轴上设置小齿轮，该小齿轮与安装在小齿轮轴17上的转矩传感器12，12和备用离合器9的中间位置的涡轮啮合，在电动机驱动时将转向转矩分配给小齿轮轴17。该转向电动机14，14是双系统的，并且是由第一转向电动机部件14和第二转向电动机部件14构成的无刷电动机。此外，如同反作用力电动机5一样，编码器10，10和霍耳IC13也与该无刷电动机一同使用。
转向机构15是通过小齿轮轴17的旋转来对车辆的左右转向轮16，16进行转向的机构，转向机构15由如下部件构成齿条传动轴(rack shaft)15b，其包括与小齿轮轴17的小齿轮啮合且穿过齿条管15a的齿条；转向横拉杆15c，15c，其与沿车辆左右两个方向延伸的齿条传动轴15b的两端结合；以及转向节臂15d，15d，其一端与转向横拉杆15c，15c接合，另一端与车辆的转向轮16，16接合。
控制器是由通过电源18供电且执行处理运算的一对控制器19，19形成的双系统。
如图3所示，控制器19接收来自反作用力装置的检测值输入，具体而言，接收来自转向角传感器1，1、编码器2、转矩传感器3，3、和霍耳IC4的检测值输入，以及接收来自转向装置的检测值输入，具体而言，接收来自转向装置的编码器10，10、转向角传感器11，11、转矩传感器12，12和霍耳IC13的检测值输入。
控制器19包括故障诊断部分19a，该故障诊断部分19a执行如下故障诊断即，执行在以离合器分离而进行的线传转向控制(以下简称“SBW控制”)中的转向控制和反作用力控制的故障诊断、作为以离合器连接而进行的电动助力转向控制(以下简称“EPS控制”)的转向操纵辅助转矩控制的故障诊断，以及执行在故障诊断时的从SBW控制切换到EPS控制的故障诊断。
除故障诊断部分19a之外，控制器19还具有反作用力指令值运算部分19b、反作用力电动机驱动部分19c、反作用力装置电流传感器19d、转向指令值运算部分19e、转向电动机驱动部分19f、转向装置电流传感器19g，19g、以及控制器诊断部分19h。两个控制器19，19通过双向通信线20相互连接从而进行信息交换。
此外，如图1所示，两个控制器19，19接收来自诸如横摆率/横向G传感器21(车辆运动量检测单元)、用于测量车速的速度传感器22、以及用于测量反作用力电动机5的温度的反作用力电动机温度传感器23等的传感器的传感器信息输入。
图4和图5分别是示出由根据所示实施例的转向控制系统的控制器19，19执行的“SBW控制期间的转向控制”和“SBW控制期间的转向伺服控制”的框图(SBW控制期间的转向转矩控制)。下面将参考图4和图5说明根据所举实施例的SBW控制期间的转向控制和从SBW控制向EPS控制切换时的转向转矩校正控制。
如图4所示，SBW控制期间的转向控制的操作是将对应于诸如车速等因素设定的传动比G与转向盘6的实际转向操纵角θh相乘得到目标转向角θt，接着，计算该目标转向角θt与由转向电动机14的旋转角获得的实际转向角θp之间的偏差，并将该偏差转换为转向转矩，然后执行限幅处理(limiter process)来设定电动机控制指令值。接着，如图5所示，基于由前馈控制+反馈控制+鲁棒补偿(robustcompensation)而得到的转向伺服控制，根据电动机控制指令值得到指令电流，然后驱动转向电动机14。
然后，如图4的转向控制框图所示，在SBW控制切换为EPS控制时的转向转矩校正控制是这样执行的即，通过在离合器接合(从接合指令发出到接合完成期间)时启动为ON的第一开关SW1，减去转向转矩校正值ΔT。这时，转向转矩校正值ΔT是通过将转向操纵角速度增益Gdθ、轴向力变化增益GdF以及车辆运动量增益GdY与转向转矩校正标准值ΔT0进行相乘计算而得到的(见图11到14)。
图6和图7分别是示出由根据所举实施例的转向控制系统的控制器19，19执行的“SBW控制期间的反作用力控制”和“SBW控制期间的反作用力伺服控制”的框图(SBW控制期间的转向操纵反作用力控制)。下面将参考图6和图7说明根据所举实施例的SBW控制期间的反作用力控制、从SBW控制向EPS控制切换时的反作用力控制、以及从EPS控制恢复为SBW控制期间的反作用力控制。
如图6所示，SBW控制期间的反作用力控制是这样进行的即，通过将增益值Ka乘以转向盘6的实际转向操纵角θh得到的结果与增益值Ks乘以实际转向操纵角速度dθh/dt得到的结果相加(结合)，从而设定与车辆转向轮16，16的转向状态对应的转向操纵反作用力转矩，然后执行限幅处理来设定电动机控制指令值。接着，如图7所示，基于由前馈控制+反馈控制+鲁棒补偿得到的反作用力伺服控制，根据电动机控制指令值得到指令电流，然后驱动反作用力电动机5。
然后，如图6的转向操纵反作用力控制框图所示，在SBW控制切换为EPS控制时的转向操纵反作用力控制是这样执行的即，通过确认离合器ON时启动为ON的第一开关SW1，设定转向操纵反作用力转矩值(零、或与转向操纵转矩方向相同方向的转矩值)。
此外，如图6的转向操纵反作用力控制框图所示，在EPS控制恢复为SBW控制期间的反作用力控制是这样执行的即，通过当离合器OFF操作(从释放指令发出到释放完成期间)时启动为ON的第二开关SW2，加上转向操纵反作用力转矩校正值ΔT′。这里，转向操纵反作用力转矩校正值ΔT′是通过将转向操纵角速度增益G1dθ、轴向力变化增益G1dF、以及车辆运动量增益G1dY与转向操纵反作用力转矩校正标准值ΔT1进行相乘计算而得到的(见图19到22)。
图8和图9分别是示出由根据所举实施例的转向控制系统的控制器19，19执行的“EPS控制期间的转向控制”和“EPS控制期间的转向伺服控制”的框图(EPS控制期间的辅助转矩控制)。下面将参考图8和图9说明根据所举实施例的EPS控制期间的转向控制和从EPS控制恢复到SBW控制期间的转向控制。
如图8所示，对于EPS控制期间的转向控制，转向操纵辅助转矩Ta是由增益映射或图以及从转向盘6输入的转向操纵转矩Th设定的，然后执行限幅处理来设定电动机控制指令值。接着，如图9所示，基于由前馈控制+反馈控制+鲁棒补偿得到的转向伺服控制，根据电动机控制指令值得到指令电流，然后驱动转向电动机14。
如图8的转向控制框图所示，在EPS控制恢复为SBW控制期间的转向控制是这样执行的即，通过当离合器OFF操作时(从释放指令发出到释放完成期间)启动为ON的第一开关SW1，加上转向转矩校正值ΔT。这里，转向转矩校正值ΔT是通过将转向操纵角速度增益Gdθ、轴向力变化增益GdF、以及车辆运动量增益GdY与转向转矩校正标准值ΔT0相乘计算而得到的(见图15到18)。
图10是“切换控制处理”的流程图，该流程图示出了由根据所举实施例的控制器19，19执行的切换控制处理。下面将对各步骤进行说明。此外，该处理是在预定的控制周期如10ms内执行的(切换控制单元)。
在步骤S1，控制器确认线传转向机构的控制状态，然后程序进入步骤S2。
在步骤S1的状态确认之后进入步骤S2，在步骤S2中，控制器判断线传转向机构中是否出现异常，如果系统正常则程序进入步骤S3，或者在可以保持EPS控制水平(level)的系统异常时、在进行系统检查时、故障诊断时、以及在转向接近最大转向角时等情况下，程序进入步骤S5，或者在无法保持EPS控制的系统故障时程序进入步骤S18。具体地，在步骤S2中确认SBW控制状态并对执行状态转换进行判断。该判断可以是用来作为系统检查而执行的判断和执行故障诊断时的判断。如果在通常情况下，则在系统启动后系统进行SBW控制操作，并且在执行备用机构检查时向EPS控制的状态转换是必要的。除了这种情况以外，在SBW控制期间的系统故障中，作为用于防止从SBW控制变为手动转向(控制停止)的突然系统故障的冗余系统，从SBW控制切换为EPS控制是必要的。
在步骤S2中判断系统状态为正常之后进入步骤S3，在步骤S3中，控制器判断是否从EPS控制恢复为SBW控制，如果判断结果为YES则程序进入步骤S13，如果判断结果为NO则进入步骤S4。
在步骤S3中判断是否通过离合器OFF而启动SBW控制之后，进入步骤S4，在步骤S4中，通过转向转矩控制和转向操纵反作用力控制执行通常的SBW控制，然后程序进入步骤S20。
当在步骤S2中确定满足切换为EPS控制的预定条件(系统异常、系统检查、故障诊断、最大转向角附近等)时，在步骤S5中，控制器判断是否从SBW控制切换为EPS控制，如果判断结果为YES则程序进入步骤S6，如果判断结果为NO则进入步骤S12。一旦进入步骤S5，就首先产生备用离合器9的接合指令，并且通过步骤S6到S10的转向转矩校正控制和在步骤S11中的转向操纵反作用力控制，以执行SBW控制到EPS控制的切换过渡控制，从而系统切换为EPS控制。
在步骤5中判断是否从SBW控制切换为EPS控制后，在步骤S6中，读出用于转向转矩校正的输入信息，即，转向操纵转矩、转向操纵角速度、齿条轴向力变化、横摆率、横向G，然后程序进入步骤S7。
在步骤6中读出用于转向转矩校正的输入信息之后，进入步骤S7，在步骤S7中，计算转向转矩校正值ΔT，然后程序进入步骤S8。这里，转向转矩校正值ΔT是通过将转向操纵角速度增益Gdθ、轴向力变化增益GdF、以及车辆运动量增益GdY与转向转矩校正标准值ΔT0相乘、以如下公式计算而得出的ΔT＝ΔT0×Gdθ×GdF×GdY
下面说明对每一个值的计算。
在备用离合器9的接合过渡期间内计算出的转向转矩校正值ΔT的转向转矩校正标准值ΔT0，是参考图11中示出转向操纵转矩Th的转向转矩校正值映射或图而获得的。该转向转矩校正值映射或图是以这样的特性建立的即，在转向操纵转矩Th向右转动侧(rightcutting side)或向左转动侧(left cutting side)增加时转向转矩校正标准值ΔT0也增加的特性。简言之，在这个意义上，驾驶者通过转向盘6输入的转向操纵转矩Th增大，则转向转矩校正标准值ΔT0被给予更大的值。
如图12所示，用于调整转向转矩校正标准值ΔT0的转向操纵角速度增益Gdθ这样取值即，在转向操纵角速度dθh/dt小于设定值的区域内给予1的值，当转向操纵角速度dθh/dt超过该设定值时，随着转向操纵角速度dθh/dt增加的程度而给予越小于1的值。
如图13所示，用于调整转向转矩校正标准值ΔT0的轴向力变化增益GdF这样取值即，在齿条轴向力变化dF/dt的轴向力方向为正方向(增加)时，随着增加的程度而给予越小于1的值，而当齿条轴向力变化dF/dt的轴向力方向为负方向(减小)时，随着减小的程度而给予越大于1的值。
如图14所示，用于调整转向转矩校正标准值ΔT0的车辆运动量增益GdY这样取值即，在横摆率或横向G小于设定值的区域内给予1的值，而当横摆率或横向G超过设定值时，随着横摆率或横向G增加的程度而给予越大于1的值。
在步骤S7中计算出转向转矩校正值ΔT之后，在步骤S8中控制器输出计算出的转向转矩校正值ΔT，程序进入步骤S9。这里，如图4所示，输出的转向转矩校正值ΔT是指从SBW控制中的转向转矩指令值中减去的转向转矩校正值ΔT，并且该转向转矩校正值ΔT可以表示为SBW控制中的转向转矩减少校正值。
在步骤S8输出了转向转矩校正值ΔT之后，在步骤S9中控制器判断备用离合器9是否完全接合，如果判断结果为YES则程序进入步骤S10，如果判断结果为NO则返回步骤S8。
在步骤S9确认备用离合器9完全接合之后，在步骤S10中将转向转矩校正值ΔT清零，然后程序进入步骤S11。这里，如图8所示，在备用离合器9已完全接合之后，将转向转矩校正值ΔT清零意味着转换为以转向电动机14作为辅助单元的EPS控制时的转向转矩(转向操纵辅助转矩)。
在步骤S10中将转向转矩校正值ΔT清零之后，在步骤S11中控制器输出EPS控制中的反作用力转矩值，然后程序进入步骤S12。这里，如图6所示，输出EPS控制中的反作用力转矩值是指在备用离合器9完成接合之后切换为EPS控制，并且使得转向操纵反作用力为零(通常的转向操纵反作用力控制停止)，或者沿转向操纵辅助方向(与反作用力给予方向相反的方向)给予转矩(反作用力电动机5和转向电动机14充当辅助单元)。
在步骤S11输出EPS控制中的反作用力转矩值之后，在步骤S12中控制器对备用离合器9进行操作以执行EPS控制，该EPS控制是将反作用力电动机5和转向电动机14中的至少一个作为辅助单元的转向操纵辅助控制。该EPS控制是这样执行的即，由图8所示的控制框图得到的转向操纵辅助转矩Ta只是由转向电动机14承担，或者由转向电动机14和反作用力电动机5分担，或者当转向电动机14处于故障模式时只是由反作用力电动机5承担。
在步骤S3确定从EPS控制恢复到SBW控制之后，在步骤S13中读取用于校正转向转矩和转向操纵反作用力转矩的输入信息，即转向操纵转矩、转向操纵角速度、齿条轴向力变化、横摆率、以及横向G，然后程序进入步骤S14。此外，从步骤S3转到步骤S13时，在步骤S3中产生备用离合器9的接合释放指令。
在步骤S13中读取转向转矩和转向操纵反作用力转矩校正的输入信息之后，在步骤S14中控制器计算转向转矩校正值ΔT和转向操纵反作用力转矩校正值ΔT′，然后程序进入步骤S15(转向转矩校正部分和转向操纵反作用力转矩校正部分)。这里，转向转矩校正值ΔT是通过将转向操纵角速度增益Gdθ、轴向力变化增益GdF、以及车辆运动量增益GdY与转向转矩校正标准值ΔT0相乘，根据以下公式计算得出的ΔT＝ΔT0×Gdθ×GdF×GdY下面说明对每一个值的计算。
在备用离合器9的释放过渡期间加上的转向转矩校正值ΔT的转向转矩校正标准值ΔT0，是通过参考图15示出转向操纵转矩Th的转向转矩校正值映射或图得出的。该转向转矩校正值映射或图是以这样的特性设定的即，转向操纵转矩Th向右转动侧或向左转动侧增加时转向转矩校正标准值ΔT0也增加的特性。简言之，在这方面，随着驾驶者通过转向盘6输入的转向操纵转矩Th增大，给予转向转矩校正标准值ΔT0更大的值。
如图16所示，用于调整转向转矩校正标准值ΔT0的转向操纵角速度增益Gdθ这样取值即，在转向操纵角速度dθh/dt小于设定值的区域内被给予1的值，当转向操纵角速度dθh/dt超过该设定值时，随着转向操纵角速度dθh/dt增加的程度而被给予越大于1的值。
如图17所示，用于调整转向转矩校正标准值ΔT0的轴向力变化增益GdF这样取值即，在齿条轴向力变化dF/dt的轴向力方向为正方向(增加)时，随着增加的程度而给予越大于1的值，而当齿条轴向力变化dF/dt的轴向力方向为负方向(减小)时，随着减小的程度而给予越小于1的值。
如图18所示，用于调整转向转矩校正标准值ΔT0的车辆运动量增益GdY这样取值即，在横摆率或横向G小于设定值的区域内被给予1的值，而当横摆率或横向G超过该设定值时，随着横摆率或横向G增加的程度而被给予越小于1的值。
此外，转向操纵反作用力转矩校正值ΔT′是通过将转向操纵角速度增益G1dθ、轴向力变化增益G1dF、以及车辆运动量增益G1dY与转向操纵反作用力转矩校正标准值ΔT1相乘，根据以下公式计算得出的ΔT′＝ΔT1×G1dθ×G1dF×G1dY下面说明对每一个值的计算。
在备用离合器9的释放过渡期间计算出的转向操纵反作用力转矩校正值ΔT′的转向操纵反作用力转矩校正标准值ΔT1，是通过参考图19示出转向操纵转矩Th的转向操纵反作用力转矩校正值映射或图得出的。该转向操纵反作用力转矩校正值映射或图是以这样的特性设定的即，当转向操纵转矩Th向右转动侧或向左转动侧增加时转向操纵反作用力转矩校正标准值ΔT1也增加的特性。简言之，在这方面，随着驾驶者通过转向盘6输入的转向操纵转矩Th增大，给予转向操纵反作用力转矩校正标准值ΔT1更大的值。
另外，可以认为图19中的转向操纵反作用力转矩校正值映射或图与图15中的转向转矩校正值映射或图一致。
如图20所示，用于调整转向操纵反作用力转矩校正标准值ΔT1的转向操纵角速度增益G1dθ这样取值即，在转向操纵角速度dθh/dt小于设定值的区域内被给予1的值，当转向操纵角速度dθh/dt超过该设定值时，随着转向操纵角速度dθh/dt增加的程度而被给予越小于1的值。
如图21所示，用于调整转向操纵反作用力转矩校正标准值ΔT1的轴向力变化增益G1dF这样取值即，在齿条轴向力变化dF/dt的轴向力方向为正方向(增加)时，随着增加的程度而被给予越小于1的值，而当齿条轴向力变化dF/dt的轴向力方向为负方向(减小)时，随着减小的程度而被给予越大于1的值。
如图22所示，用于调整转向操纵反作用力转矩校正标准值ΔT1的车辆运动量增益G1dY这样取值即，在横摆率或横向G小于设定值的区域内被给予1的值，而当横摆率或横向G超过设定值时，随着横摆率或横向G增加的程度而被给予越大于1的值。
在步骤S 14计算转向转矩校正值ΔT和转向操纵反作用力转矩校正值ΔT′之后，在步骤15中控制器输出计算出的转向转矩校正值ΔT和转向操纵反作用力转矩校正值ΔT′，然后程序进入步骤S16。这时，如图8所示，输出转向转矩校正值ΔT，将转向转矩校正值ΔT加到EPS控制中的转向转矩指令值上，并且该转向转矩校正值ΔT可以表示为从EPS控制恢复到SBW控制时的转向转矩增大校正值。此外，如图6所示，输出转向操纵反作用力转矩校正值ΔT′，将转向操纵反作用力转矩校正值ΔT′加到EPS控制中的转向操纵反作用力转矩指令值上，并且该转向操纵反作用力转矩校正值ΔT′可以表示为从EPS控制恢复到SBW控制时的转向操纵反作用力转矩增大校正值。
在步骤S15输出转向转矩校正值ΔT和转向操纵反作用力转矩校正值ΔT′之后，在步骤S16中控制器判断备用离合器9是否完全释放，如果判断结果为YES则程序进入步骤S17，如果判断结果为NO则返回步骤S15。
在步骤S16判断备用离合器9完全释放之后，进入步骤S17，在步骤S17中将转向转矩校正值ΔT和转向操纵反作用力转矩校正值ΔT′清零，然后程序进入步骤S4。这里，在备用离合器9已完全释放之后，将转向转矩校正值ΔT和转向操纵反作用力转矩校正值ΔT′清零意味着从转向电动机14作为辅助单元的EPS控制切换为对车辆转向轮16，16给予与转向操纵状态对应的转向转矩、对转向盘6给予与转向状态对应的转向操纵反作用力转矩的SBW控制。
在步骤S2确定诸如系统故障等之后，在步骤S18中，停止SBW控制和EPS控制，程序进入步骤S19。
在步骤S18中停止控制之后，在步骤S19中产生用于接合备用离合器9的指令。此外，备用离合器9是这样的离合器即，电源为ON时释放，电源为OFF时接合。在由于诸如断线等的原因而造成电源为OFF时也会使备用离合器9接合，在这种情况下，虽然没有转向操纵辅助，但是也能够确保通过驾驶者施加操作力的手动转向从而使车辆严格地转向。
在步骤S4或S12或S19之后，进入步骤S20，在步骤S20控制器判断线传转向机构是否为OFF(例如，在点火为OFF时)，如果判断结果为NO则程序返回步骤S1，如果判断结果为YES则程序结束。
当系统正常操作时，在图10所示的流程图中，程序是按照步骤S1→步骤S2→步骤S3→步骤S4进行的。在步骤S3中，控制器确认通过备用离合器9的接合/释放而使反作用力装置和转向装置机械分离的SBW控制。在步骤S4中执行SBW控制，通过该控制执行转向转矩控制来将控制指令发送到转向电动机14中，并且与转向盘6的转向操纵状态相对应，向转向装置施加转向转矩，同时还通过该控制执行转向操纵反作用力控制来将控制指令输出到反作用力电动机5中，并且与车辆转向轮16，16的转向状态相对应，向反作用力装置施加转向操纵反作用力转矩。
如果在SBW控制中诊断出系统异常，则在图10所示的流程图中，程序按照步骤S1→步骤S2→步骤S5→步骤S6→步骤S7→步骤S8→步骤S9进行。在步骤S5开始向备用离合器9输出接合指令到步骤S9确认备用离合器9的接合完成期间，控制器将接合完成之后施加于车辆转向轮16，16上的转向转矩的增加量作为校正量，并且执行对SBW控制中的转向转矩进行减少校正的转向转矩校正控制。
如果在步骤S9中确定备用离合器9的接合完成，则在图10所示的流程图中，程序从步骤S9经过步骤S10→步骤S11→步骤S12进行。在步骤S10中停止转向转矩校正控制，并且在步骤S11进行EPS控制中的转向操纵反作用力控制。在步骤S12中，将控制从SBW控制切换为将转向电动机14作为辅助单元的EPS控制。之后，程序重复进行从步骤S12开始经过步骤S20→步骤S1→步骤S2→步骤S5→步骤S12的流程，从而保持EPS控制。
另一方面，当满足诸如系统检查结束、故障诊断结束、或从最大转向角复位等操作的条件时，在图10所示的流程图中，程序按照步骤S1→步骤S2→步骤S3→步骤S13→步骤S14→步骤S15→步骤S16进行。在从步骤S3开始向备用离合器9输出接合释放指令到步骤S16确认备用离合器9的释放完成期间，在离合器9释放完成之后，控制器将施加于车辆转向轮16，16上的转向转矩的减少等价量作为校正量，并且执行对EPS控制中的转向转矩进行增大校正的转向转矩校正控制，以及执行对EPS控制中的转向操纵反作用力转矩进行增大校正的转向操纵反作用力转矩校正控制。
之后，如果在步骤S16中确认备用离合器9的释放完成，则在图10所示的流程图中，程序从步骤S16经过步骤S17→步骤S4进行。在步骤S17中停止转向转矩校正控制和转向操纵反作用力转矩校正控制，在步骤S4中系统从EPS控制恢复为SBW控制。之后，程序重复进行从步骤S4进入步骤S20→步骤S1→步骤S2→步骤S3→步骤S4的流程，从而保持SBW控制。
此外，在SBW控制和EPS控制期间，当例如系统故障之类的情况发生时，在图10所示的流程图中，程序从步骤S1向步骤S2→步骤S18→步骤S19进行。在步骤S18中停止SBW控制或EPS控制。在步骤S19中备用离合器9被接合且系统切换为手动转向。而且，在SBW控制期间产生诸如系统故障等情况下，可接受的是进行EPS控制，预先使备用离合器9接合，从而切换为手动转向。
以前，在从SBW控制切换为EPS控制、连接机械备用机构时，从输出连接指令到机械备用机构连接完成需要一段时间。具体而言，当使用备用离合器作为机械备用机构时，在输入/输出轴接合之前，会持续机械/电气的固有时间常数，并且在发出接合指令和接合完成之间需要由该固有时间常数确定的预定时间。
这样，在从SBW控制切换为EPS控制时不会发生EPS控制的转向转矩的突变，并且如图23所示，在从SBW控制切换为EPS控制时，反作用力部分和转向部分的转矩方向与转向操纵部分操作方向和齿条转向的方向相反。以前，在发出备用离合器的接合指令到其接合完成过程中，维持SBW控制下的转向转矩不变。
为此，如图24中的被应用于常规轮胎的转向转矩特性(细实线表示)所示，在备用离合器的接合完成之后，将驾驶者的辅助转矩加到SBW控制中的转向转矩得到转向转矩，并且在机械连接之后，该转向转矩过剩，从而使得车辆转向轮的转动超出驾驶者的期望。
对于根据所举实施例的转向控制系统，在从SBW控制转为EPS控制时，在转向转矩控制侧，如上所述，在开始向备用离合器9输出接合指令发出到确认备用离合器9的接合完成期间，控制器将接合完成之后施加于车辆转向轮16，16上的转向转矩的增加量(转向操纵转矩量等)作为校正量，并且执行对SBW控制中的转向转矩进行减少校正的转向转矩校正控制，在完成备用离合器9的接合之后，施加EPS控制期间的转向操纵辅助转矩Ta。
为此，根据本发明的转向控制系统所举的实施例，如图24中的转向转矩指令值特性(虚线表示)所示，从向EPS控制切换的切换指示时点起，控制器开始降低指令值，并且从机械连接时点起进行操作以连接EPS控制中的转向操纵辅助转矩Ta。如图24中的应用于本发明的转向控制系统的轮胎的转向转矩特性(粗实线表示)所示，在机械连接时点的转向转矩被减少了转向操纵转矩增加量，并且可以将如下两个转向转矩之间的转矩落差抑制得小，所述两个转向转矩是在向EPS控制切换的切换指示时点施加于车辆的转向轮16，16上的SBW控制下的转向转矩，以及在机械连接时点施加于车辆转向轮16，16上的转向转矩。
因此，从SBW控制切换为EPS控制时，控制器减小在备用离合器9完成连接之后的转向转矩的增加，从而可以防止车辆转向轮16，16进行不是驾驶者期望的转向。
之后，通过施加相对于转向操纵转矩Th的转向转矩校正标准值ΔT0，以从转向转矩校正值ΔT中抵消转向操纵转矩增加量，并且使得施加于车辆转向轮16，16上的转向转矩在连接时点和在向EPS控制切换的切换指示时点保持大致相等。随后，在切换为EPS控制之后，以转向转矩校正标准值ΔT0作为基准，用转向操纵角速度增益Gdθ、轴向力变化增益GdF、车辆运动量增益GdY来调整驾驶者的转向易(转向转矩减少校正量最小)和转向难(转向转矩减少校正量最大)。
另一方面，以前，关于反作用力转矩，在从SBW控制切换为EPS控制时，为了从接合指示时点起中止反作用力控制(反作用力电动机的转矩反转)，会提早执行反作用力反转，并且如图25中的对常规转向盘产生的反作用力特性(细实线表示)所示，在备用离合器完成连接之后转向操纵反作用力转矩被减少，这就会给驾驶者带来反作用力被移除的感觉。
如上所述，在从SBW控制切换为EPS控制时，在反作用力控制侧，当确认备用离合器9的连接完成时，使得反作用力转矩为零或使得反作用力电动机的转矩反转，从而沿转向操纵转矩方向施加较小的转矩。
为此，根据本发明的转向控制系统所举的实施例，如图25中的对转向盘产生的反作用力特性(粗线表示)所示，在机械连接之前和之后，转向操纵反作用力转矩特性表现出平滑的连接，从而可以防止由于提前使转向操纵反作用力转矩反转而引起的反作用力被移除的感觉，并且可以防止因在机械连接延迟时点调用转向操纵反作用力转矩的反转响应而产生的反作用力冲击。
以前，从EPS控制恢复为SBW控制时，当分离机械备用机构时，从输出分离指令到分离完成需要一段时间。具体而言，当使用备用离合器作为机械备用机构时，在输入/输出轴分离之前，会持续机械/电气的固有时间常数，并且在发出释放指令至备用机构的释放完成期间，需要由该固有时间常数确定的预定时间。
这样，在从EPS控制恢复为SBW控制时不会发生EPS控制的转向转矩的突变，在从EPS控制切换为SBW控制时，反作用力部分和转向部分的转矩方向与转向操纵部分操作方向和齿条转动的方向相反。以前，在发出备用离合器的释放指令到其释放完成过程中，保持EPS控制下的转向转矩(辅助转矩)不变。
为此，如图26中应用于常规轮胎的转向转矩特性(细实线表示)所示，在备用离合器的机械分离后，在EPS控制中只呈现转向转矩，驾驶者的转向操纵转矩被移除，并且在机械分离完成之后，施加于轮胎上的转向转矩被减少转向操纵转矩的量，并且车辆的转向轮的转动限度小于驾驶者的期望。
如上所述，在从EPS控制恢复为SBW控制时，在转向转矩控制侧，在开始向备用离合器9输出释放指令到确认备用离合器9的释放完成期间，控制器将离合器9释放完成之后施加于车辆转向轮16，16上的转向转矩的减少等价量(转向操纵转矩量等)作为校正量，执行对EPS控制中的转向转矩进行增大校正的转向转矩校正控制，并且在备用离合器9的释放完成之后，连接SBW控制中的转向转矩。
为此，如图26中的转向转矩指令值特性(虚线表示)所示，从向SBW控制切换的切换指示时点起，控制器开始增加指令值，并且从机械分离时点开始进行操作以连接SBW控制中的转向转矩。如图26中被应用于轮胎的转向转矩特性(粗实线表示)所示，抑制了机械分离时点的转向转矩减少相当于转向操纵转矩的量，并且可以抑制如下两个转向转矩之间的转矩落差，所述两个转向转矩是在向SBW控制切换的切换指示时点施加于车辆的转向轮16，16上的EPS控制的转向转矩，以及在机械分离时点施加于车辆转向轮16，16上的转向转矩。
因此，从EPS控制恢复为SBW控制过程中，控制器可以抑制在备用离合器9完成释放之后的转向转矩的减少，从而可以防止车辆转向轮16，16出现驾驶者不期望的转向转矩不足。
之后，通过施加相对于转向操纵转矩Th的转向转矩校正标准值ΔT0，以从该转向转矩校正值ΔT中抵消转向操纵转矩量减少量，并且使得施加于车辆转向轮16，16上的转向转矩在机械分离时点和在向SBW控制切换的切换指示时点保持大致相等。随后，在切换为SBW控制之后，以转向转矩校正标准值ΔT0作为基准，用转向操纵角速度增益Gdθ、轴向力变化增益GdF、车辆运动量增益GdY来调整驾驶者的转向易(转向转矩增大校正量最大)和转向难(转向转矩增大校正量最小)。
另一方面，以前，在从EPS控制恢复为SBW控制时，为了保持在EPS控制中的转向操纵反作用力控制(零)直到备用离合器释放完成，会提早执行反作用力反转，并且如图27中被应用于常规转向盘的反作用力特性(细实线表示)所示，在备用离合器完成机械分离之后，转向操纵反作用力转矩被减少，这就给驾驶者带来反作用力被移除的感觉。
相反，如上所述，在根据所举实施例的转向控制系统中，从EPS控制恢复为SBW控制时，在转向操纵反作用力转矩控制侧，在开始向备用离合器9输出释放指令到确认备用离合器9释放完成期间，控制器将离合器9释放完成之后施加于转向盘6上的转向操纵反作用力转矩的减少等价量作为校正量，并且执行对EPS控制中的转向操纵反作用力转矩进行增大校正的转向操纵反作用力转矩校正控制，在备用离合器9的释放完成之后，控制器进行操作以连接SBW控制中的转向操纵反作用力转矩。
为此，如图27中的反作用力转矩指令值特性(虚线表示)所示，从向SBW控制切换的切换指示时点起，控制器开始增大指令值，并且进行操作以从机械分离时点开始连接SBW控制下的转向转矩。如图27中被应用于轮胎上的反作用力转矩特性(粗实线表示)所示，抑制了机械分离时点的转向操纵反作用力转矩减少相当于转向转矩的量，并且可以将EPS控制中的转向操纵反作用力转矩与在机械分离时点施加于转向盘6上的转向操纵反作用力转矩之间的转矩落差抑制得小。
因此，从EPS控制恢复为SBW控制时，控制器抑制在备用离合器9完成释放之后的转向操纵反作用力转矩的减少，从而可以防止给驾驶者带来反作用力被移除的感觉。
之后，为了将转向操纵反作用力转矩校正值ΔT′作为与转向操纵转矩校正值ΔT相反方向的转矩施加，使得施加于转向盘6上的转向操纵反作用力转矩在机械分离时点和在向SBW控制切换的切换指示时点保持大致相等。随后，在切换为SBW控制之后，以转向操纵反作用力转矩校正标准值ΔT1为基准，用转向操纵角速度增益Gdθ、轴向力变化增益GdF、车辆运动量增益GdY来调整驾驶者的转向易(转向操纵反作用力转矩增大校正量最小)和转向难(转向操纵反作用力转矩增大校正量最大)。
根据所举实施例的转向控制系统，可以获得以下所列举的效果(1)关于所举实施例的这样一种转向控制系统，包括转向操纵部分，其具有转向盘6和反作用力电动机5；转向部分，其具有车辆转向轮16，16和转向电动机14，转向操纵部分与转向部分之间的机械连接和分离能够通过备用离合器9实现；SBW控制单元，其执行备用离合器9的分离，并且控制转向电动机14以设定与转向操纵状态对应的转向角，以及控制反作用力电动机5以施加与转向状态对应的转向操纵反作用力；EPS控制单元，其用于将反作用力电动机5和/或转向电动机14中的至少一个作为辅助单元而执行EPS控制；以及控制切换单元，其用于在SBW控制期间，在满足预定条件的情况下，将SBW控制切换为EPS控制。从SBW控制切换为EPS控制时，在对备用离合器9的接合指令发出到备用离合器9完成接合期间，上述切换单元将完成接合之后施加于车辆的转向轮16，16上的转向转矩的增加等价量设定为校正量，并且为了执行SBW控制中的转向转矩的减少校正，在从SBW控制切换为EPS控制时，上述切换单元减少备用离合器9完成接合后的转向转矩的增加，从而可以防止车辆转向轮16，16发生驾驶者不期望的转向。
(2)由于设置反作用力装置转矩传感器3以用于检测被输入转向操纵部分的转向操纵转矩Th，并且由于控制切换单元具有转向转矩校正部分，该转向转矩校正部分用于随着转向操纵转矩Th增大的程度而设定较大的转向转矩增大校正值，所以，本发明的系统可以抑制在备用离合器9完成分离之后的相当于转向操纵转矩量的转向转矩减少量，并可以执行合适的转向转矩增大校正，从而使得在备用离合器9的分离完成时点施加于车辆转向轮16，16上的转向转矩与在备用离合器9的释放指令时点的转向转矩近似地一致。
(3)由于转向操纵角速度检测装置被设置成用于检测转向操纵部分的转向操纵角速度dθh/dt，并由于转向转矩校正部分随着转向操纵角速度dθh/dt增加的程度而增大转向转矩增大校正值，所以，本发明的系统可以在转向操纵速度相当大时，易于响应驾驶者的转向请求而进行转向。
(4)由于齿条轴向力变化检测装置被设置成用于检测转向部分的齿条轴向力变化dF/dt，并由于转向转矩校正部分随着齿条轴向力变化dF/dt处于增加方向的程度而增大转向转矩增大校正值，同时随着齿条轴向力变化dF/dt处于减小方向的程度而减小转向转矩增大校正值，所以，本发明的系统可以使得由于外部干扰而引起转向转矩增大侧的转向容易，并可以防止在由于外部干扰而引起转向转矩减小侧出现驾驶者不期望的转向。
(5)由于车辆运动量检测装置被设置成用于检测车辆运动量(横摆率或横向G)，并且由于转向转矩校正部分随着车辆运动量检测值相对高的程度而减小转向转矩增大校正值，所以，本发明的系统可以抑制当横摆率或横向G增加时超出驾驶者期望范围的转向，从而确保车辆运动的稳定性。
(6)从EPS控制恢复为SBW控制时，在对备用离合器9的分离指令发出到备用离合器9的分离完成期间，由于控制切换单元将分离完成之后施加于转向盘6上的转向操纵反作用力转矩的减少等价量设定为校正量，并且由于执行SBW中的转向操纵反作用力转矩的增大校正，所以，本发明的系统可以减少在从EPS控制恢复为SBW控制时、在转向转矩增大校正期间的反作用力的移除，并且可以防止在备用离合器9完成分离之后产生反作用力被移除的感觉。
(7)由于反作用力装置转矩传感器3被设置用于检测输入到转向操纵部分的转向操纵转矩Th，并由于控制切换单元包括转向操纵反作用力转矩校正部分，该转向操纵反作用力转矩校正部分用于随着转向操纵转矩Th增加的程度而设置较大的转向操纵反作用力转矩增大校正值，所以，本发明的系统可以在备用离合器9完成分离之后抑制转向操纵反作用力转矩减少量，并可以执行合适的转向操纵反作用力转矩增大校正，从而使得在备用离合器9的分离完成时点施加于转向盘6上的转向操纵反作用力转矩与在备用离合器9的释放指令时点的转向操纵反作用力转矩近似地一致。
(8)从EPS控制恢复为SBW控制时，在对备用离合器9的分离指令发出到备用离合器9的分离完成期间，由于控制切换单元在分离完成后，与转向转矩增大校正值相对应，执行SBW控制中的转向操纵反作用力转矩的增大校正，所以，本发明的系统可以减少在从EPS控制恢复为SBW控制时、在转向转矩增大校正期间的反作用力的移除，并可以防止在备用离合器9完成分离之后产生反作用力被移除的感觉。
(9)由于转向操纵角速度检测装置被设置成用于检测转向操纵部分的转向操纵角速度dθh/dt，并由于转向操纵反作用力转矩校正部分随着转向操纵角速度dθh/dt增加的程度而减小转向操纵反作用力转矩增大校正值，所以，本发明的系统可以在转向操纵速度相当大时，易于响应驾驶者的转向请求而使转向盘转向。
(10)由于齿条轴向力变化检测装置被设置成用于检测转向部分的齿条轴向力变化dF/dt，并由于转向操纵反作用力转矩校正部分随着齿条轴向力变化dF/dt处于增加方向的程度而减小转向操纵反作用力转矩增大校正值，同时随着齿条轴向力变化dF/dt处于减小方向的程度而增大转向操纵反作用力转矩增大校正值，所以，本发明的系统可以使得由于外部干扰而引起转向转矩增大侧的转向盘转向容易，并可防止在由于外部干扰而引起转向转矩减小侧出现驾驶者不期望的转向盘的转向。
(11)由于车辆运动量检测装置被设置成用于检测车辆运动量(横摆率或横向G)，并且由于转向操纵反作用力转矩校正部分在车辆运动量检测值高的范围增大转向操纵反作用力转矩增大校正值，所以，本发明的系统可以抑制当横摆率或横向G增加时超出驾驶者期望范围的转向盘的转向，从而确保车辆运动的稳定性。
以上，所举的实施例是这样的实例即，从EPS控制恢复为SBW控制时，在备用离合器9的分离指令发出到备用离合器9分离完成期间，控制切换单元会随着转向转矩增大的程度而执行EPS控制中的转向转矩的增大校正。然而，例如这样的实例也是可以接受的即，通过使用转向操纵角和转向操纵角速度以及路面摩擦系数等，来估算在备用离合器9分离完成之后施加于车辆转向轮上的转向转矩的减小等价量，并将该减小等价量作为校正量，从而执行EPS控制中的转向转矩的增大校正。事实上，如下的操作也包含在本发明的转向控制系统中，所述操作是从EPS控制恢复为SBW控制时，在备用离合器9的分离指令发出至备用离合器9分离完成期间，将分离完成之后施加于车辆转向轮上的转向转矩的减小等价量作为校正量，以便执行EPS控制中的转向转矩的增大校正。
另外，所举的实施例也是这样的实例即，从EPS控制恢复为SBW控制时，在备用离合器9的分离指令发出至备用离合器9分离完成期间，控制切换单元会随着转向操纵转矩增大的程度而执行EPS控制下的转向操纵反作用力转矩的增大校正。然而，例如这样的实例也是可以接受的即，通过使用转向操纵角和转向操纵角速度以及路面摩擦系数等，来估算在备用离合器9分离完成之后施加于转向盘上的转向操纵反作用力转矩的减小等价量，并将该减小等价量作为校正量，从而执行EPS控制中的转向操纵反作用力转矩的增大校正。事实上，如下的操作也包含在本发明的转向控制系统的范围内，所述操作是从EPS控制恢复为SBW控制时，在备用离合器9的分离指令发出至备用离合器9分离完成期间，将分离完成之后施加于转向盘上的转向操纵反作用力转矩的减小等价量作为校正量，从而执行EPS控制中的转向操纵反作用力转矩的增大校正。
此外，所举的实施例还是这样的实施例即，本发明的系统根据转向操纵角速度、齿条轴向力变化以及车辆运动量来确定转向转矩增大校正值和转向操纵反作用力转矩增大校正值，不过，这样也是可以接受的即，根据所举实施例中所示的状态量以外的状态量来确定转向转矩增大校正值和转向操纵反作用力转矩增大校正值。另外，还可以接受的是通过仅遵循预先确定的转向操纵转矩的特性(图15和图19)来意义明确地给予转向转矩增大校正值和转向操纵反作用力转矩增大校正值。此外，转向操纵反作用力转矩增大校正值也可以通过转向转矩增大校正值乘以增益(例如，0.8)计算而得到。
此外，虽然所举的实施例还是这样的实例即，是在将电缆柱和备用离合器作为备用装置的线传转向机构中实现的转向控制系统的实例，但是，只要该系统包含用于使得转向操纵部分和转向部分的机械连接和分离成为可能的备用机构，那么该系统也可以应用于除所举实施例以外的线传转向机构。
因此，虽然已结合本发明的某些具体实施例对本发明的转向控制系统进行了说明，这是为了说明而非为了限制，并且所附权利要求书应该如现有技术所允许地解释为宽的广义范围。
权利要求
1.一种转向操纵装置，其特征在于，包含以下部分转向盘；转向轮，其相应于所述转向盘的转向操纵角而转向；备用机构，其能够使所述转向盘和所述转向轮在机械上分离·连接；转向致动器，其与所述转向轮连接，相应于所述转向操纵角而使所述转向轮转向；转向操纵反作用力致动器，其与所述转向盘连接，相应于所述转向轮致动器提供给所述转向轮的转向转矩而向所述转向盘提供反作用力转矩；以及控制装置，其对所述备用机构、所述转向操纵反作用力致动器和所述转向致动器进行控制，所述控制装置进行以下控制线传转向控制，即利用所述备用机构而使所述转向盘和所述转向轮在机械上分离，并且利用所述转向致动器，相应于所述转向操纵角而使所述转向轮转向，同时利用所述转向操纵反作用力致动器，相应于所述转向转矩而将所述反作用力转矩提供给所述转向盘；转向操纵辅助控制，即利用所述备用机构而使所述转向盘和所述转向轮在机械上连接，成为能够将驾驶者输入给所述转向盘的转向操纵转矩经由所述备用机构而传递给所述转向轮的状态，然后利用所述转向操纵反作用力致动器或所述转向致动器的至少一个，相应于所述驾驶者输入给所述转向盘的所述转向操纵转矩而提供对所述转向轮的转向进行辅助的辅助力；切换控制，即在规定的条件成立的情况下，切换所述线传转向控制和所述转向操纵辅助控制；以及校正控制，即在从所述线传转向控制向所述转向操纵辅助控制切换时，或者从所述转向操纵辅助控制向所述线传转向控制切换时，相应于经由所述备用机构而传递给所述转向轮所述驾驶者的所述转向操纵转矩，对所述转向致动器提供给所述转向轮的所述转向转矩进行校正。
2.根据权利要求1所述的转向操纵装置，其特征在于，所述控制装置进行如下校正控制，即在从所述线传转向控制向所述转向操纵辅助控制切换时，相应于经由所述备用机构而传递给所述转向轮的所述驾驶者的所述转向操纵转矩，使所述转向致动器提供给所述转向轮的所述转向转矩减小。
3.根据权利要求2所述的转向操纵装置，其特征在于，设置转向操纵角速度检测装置，其检测所述转向盘的转向操纵角速度，所述转向操纵角速度检测装置检测出的转向操纵角速度越大，所述控制装置将所述转向致动器提供给所述转向轮的所述转向转矩的校正量设定得越小。
4.根据权利要求1所述的转向操纵装置，其特征在于，所述控制装置进行如下校正控制，即在从所述转向操纵辅助控制向所述线传转向控制切换时，相应于经由所述备用机构而传递给所述转向轮的所述驾驶者的所述转向操纵转矩，使所述转向致动器提供给所述转向轮的所述转向转矩变大。
5.根据权利要求4所述的转向操纵装置，其特征在于，所述控制装置进行如下校正控制，即在从所述转向操纵辅助控制向所述线传转向控制切换时，相应于所述转向致动器提供给所述转向轮的所述转向转矩的校正量，使所述转向操纵反作用力致动器提供给所述转向盘的所述反作用力转矩变大。
6.根据权利要求5所述的转向操纵装置，其特征在于，设置转向操纵角速度检测装置，其检测所述转向盘的转向操纵角速度，所述转向操纵角速度检测装置检测出的转向操纵角速度越大，所述控制装置将提供给所述转向轮的所述转向转矩的校正量设定得越大。
全文摘要
本发明公开一种转向控制系统，包括转向操纵部分，其具有转向盘和转向操纵反作用力致动器；转向部分，其具有车辆转向轮和转向致动器；以及备用机构，其用于交替地对转向操纵部分和转向部分进行机械的分离和连接。还提供线传转向控制单元，其选择性地与备用机构分离；转向操纵辅助控制单元，其选择性地与备用机构连接；以及控制切换单元，当达到预定条件时，其控制由线传转向控制单元执行的控制和由转向操纵辅助控制单元执行的控制之间的切换；在进行控制的切换时，从对备用机构的分离/连接指令到完成分离/连接期间，其选择性地将完成分离/连接之后施加于车辆转向轮上的转向转矩的变化等价量设定为校正量，并且选择性地执行转向转矩的校正。
文档编号B62D6/08GK1827448SQ20061005832
公开日2006年9月6日 申请日期2006年3月1日 优先权日2005年3月1日
发明者千野直孝, 铃木拓, 久保川范规, 江口孝彰 申请人:日产自动车株式会社