CN103328308A - 转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明的转向装置具备确定单元，该确定单元基于驾驶员操作转向手柄的操作量和规定期间内的操作量的变化，确定车辆行驶的道路的环境。

Description

转向装置

技术领域

本发明涉及搭载于车辆并根据驾驶员对转向手柄的操作使转向轮偏转的转向装置的技术领域。

背景技术

关于这种转向装置，例如在专利文献1中公开了如下技术：从导航装置的道路地图信息中取得车辆前方的道路环境（例如道宽等），根据该取得的道路环境，进行由马达产生的辅助力的调整。而且，例如在专利文献2中公开了如下技术：基于由车载相机拍摄到的道路图像，检测车辆所行驶的道路的前方的状况（例如道路的转弯半径等），基于该检测出的状况，变更向转向手柄施加的反力大小。

专利文献1：日本特开2007-22373号公报

专利文献2：日本特开2005-199957号公报

发明内容

但是，在上述专利文献1及2所记载的技术中存在以下技术性问题：若没有导航装置及车载相机等，则不能取得车辆前方的道路环境（或状况），难以进行与道路环境相应的转向控制。

本发明鉴于例如上述问题而作出，例如其课题在于提供一种转向装置，能够基于驾驶员对转向手柄的操作来确定车辆所行驶的道路的环境并进行与该道路的环境相应的转向控制。

为了解决上述课题，本发明的转向装置是一种搭载于车辆，根据驾驶员对转向手柄的操作使转向轮偏转的转向装置，具备确定单元，该确定单元基于上述驾驶员操作上述转向手柄的操作量和规定期间内的上述操作量的变化来确定上述车辆行驶的道路的环境。

根据本发明的转向装置，例如在车辆行驶时，确定单元基于驾驶员操作转向手柄的操作量（例如转向角、转向扭矩、转向速度等）和规定期间内的操作量的变化（例如操作量的经时变化或频率变化等）确定车辆行驶的道路的环境（例如道路宽度或其他车辆的存在等）。此处，通常驾驶员根据与由其视觉得到的道路的环境有关的信息，无意或有意地使转向手柄的操作量发生变化。即，驾驶员操作转向手柄的转向量（换言之，驾驶员对转向手柄的操作量）与驾驶员有意、无意无关，根据道路的环境而发生变化。即，转向手柄的操作量根据道路的环境而发生变化。因此，能够通过例如实验等预先取得转向手柄的操作量和道路的环境之间的关系，基于转向手柄的操作量的变化来确定道路的环境。

例如，通过本申请发明人的实验确认出：在车辆行驶的道路的道路宽度比较宽的情况下，转向手柄的操作量比较小，在车辆行驶的道路的道路宽度比较窄的情况下，转向手柄的操作量比较大。因此，能够在转向手柄的操作量比较小的情况下确定为道路宽度比较宽，能够在转向手柄的操作量比较大的情况下确定为道路宽度比较窄。

因此，根据本发明，能够基于驾驶员对转向手柄的操作来确定车辆行驶的道路的环境。因此，能够根据确定单元确定出的环境来进行例如转向手柄产生的转向反力的控制或向转向轮施加的转向辅助力的控制等转向控制。此处，在本发明中特别是基于驾驶员对转向手柄的操作量及其变化来确定车辆行驶的道路的环境。换言之，基于驾驶员对转向手柄的操作的特性（即驾驶员的转向操纵特性）来确定道路的环境。因此，由确定单元确定出的道路的环境反映了驾驶员的转向操纵特性。因此，能够根据由确定单元确定出的环境来进行转向控制，进行与驾驶员的转向操纵特性相适合的转向控制。

如以上说明那样，根据本发明的转向装置，能够基于驾驶员对转向手柄的操作来确定车辆行驶的道路的环境，能够进行与该道路的环境相应的转向控制。

本发明的转向装置的一个方式中，上述确定单元具有计算单元，该计算单元基于施加于上述转向手柄的转向扭矩和上述转向手柄的转向速度，计算出作为上述转向手柄的单位时间内的操作量的转向功率，上述确定单元基于上述计算出的转向功率，确定上述车辆行驶的道路的环境。

根据该方式，例如在车辆行驶时，基于施加于转向手柄的转向扭矩和转向手柄的转向速度（即，作为转向手柄的旋转角度的转向角的变化速度），通过计算单元计算出转向功率。此处，本发明所涉及的“转向功率”是指转向手柄的单位时间内的操作量，即表示驾驶员单位时间内对转向手柄做的功，能够作为转向手柄的操作量即转向扭矩及转向速度的积进行计算。

在该方式中，特别是，确定单元基于由计算单元计算出的转向功率来确定车辆行驶的道路的环境（例如道路宽度或其他车辆的存在等）。此处，转向功率根据道路的环境而发生变化。因此，能够通过例如实验等预先取得转向功率和道路的环境之间的关系，基于转向功率来确定道路的环境。例如，通过本申请发明人的实验确认出：在车辆行驶的道路的道路宽度比较宽的情况下，转向功率比较小，在车辆行驶的道路的道路宽度比较窄的情况下，转向功率比较大。因此，能够在转向功率比较小的情况下确定为道路宽度比较宽，能够在转向功率比较大的情况下确定为道路宽度比较窄。

在本发明的转向装置的其他方式中，还具备转向反力控制单元，基于上述确定出的环境，控制上述转向手柄产生的转向反力。

根据该方式，能够使转向手柄产生与车辆所行驶的道路的环境相适合的转向反力，能够提高驾驶员的转向感。

在上述的、确定单元具有计算单元的方式中，还可以具备转向反力控制单元，基于上述计算出的转向功率，控制上述转向手柄产生的转向反力。

在此情况下，能够使转向手柄产生与驾驶员的转向操纵特性相应的转向反力，能够提高驾驶员的转向感。

在上述的、确定单元具有计算单元的方式中，上述确定单元可以基于上述计算出的转向功率的经时变化来确定上述环境。

在此情况下，能够精度更好地确定车辆行驶的道路的环境。

在上述的、确定单元具有计算单元的方式中，上述确定单元可以对上述计算出的转向功率是否大于规定的基准值进行判定，并根据该判定的结果来确定上述环境。

在此情况下，能够更切实地确定车辆行驶的道路的环境。

在上述的、确定单元对计算出的转向功率是否大于规定的基准值进行判定并根据该判定的结果来确定环境的方式中，上述确定单元可以根据上述车辆的车速来变更上述规定的基准值。

在此情况下，能够精度更好地确定车辆行驶的道路的环境。

在上述的、确定单元对计算出的转向功率是否大于规定的基准值进行判定并根据该判定的结果来确定环境的方式中，上述确定单元可以对上述规定的基准值设定不灵敏区，在上述计算出的转向功率处于上述不灵敏区内的情况下不进行上述判定，在上述计算出的转向功率处于上述不灵敏区外的情况下进行上述判定。

在此情况下，虽然实际的道路环境未发生变化，但能够防止确定单元确定的环境发生变化。因此，能够精度更好地确定车辆行驶的道路的环境。

在本发明的转向装置的其他方式中，上述确定单元确定上述车辆行驶的道路的道路宽度作为上述环境。

根据该方式，能够进行与车辆行驶的道路的道路宽度相应的转向控制。

在上述的、确定单元确定车辆行驶的道路的道路宽度作为环境的方式中，上述确定单元可以基于上述转向扭矩和上述转向手柄的转向角来判定是否处于直线行驶中，在判定为上述车辆处于直线行驶中的情况下，基于上述计算出的转向功率，将上述道路宽度确定为窄的道路宽度及宽的道路宽度中的任一个，在判定为上述车辆未处于直线行驶中的情况下，若上述未处于直线行驶中的状态未持续规定时间，则维持之前所确定的道路宽度，若上述未处于直线行驶中的状态持续了上述规定时间，则将上述道路宽度确定为上述宽的道路宽度。

在此情况下，确定单元首先基于转向扭矩及转向角来判定车辆是否处于直线行驶中。例如，确定单元在转向扭矩的大小为规定的转向扭矩阈值以下且转向角的大小为规定的转向角阈值以下的情况下，判定为车辆处于直线行驶中，在其他情况下，判定为车辆未处于直行中。确定单元在判定为车辆处于直线行驶中的情况下，基于转向功率将道路宽度确定为窄的道路宽度及宽的道路宽度中的任一个，在判定为车辆未处于直线行驶中的情况下，不进行基于转向功率的道路宽度的确定。确定单元在判定为车辆未处于直线行驶中的情况下，若未处于直线行驶中的状态未持续规定时间，则维持之前所确定的道路宽度，若未处于直线行驶中的状态持续了规定时间，则将车辆所行驶的道路的道路宽度确定为宽的道路宽度。因此，能够在车辆处于直线行驶中时精度良好地确定车辆行驶的道路的道路宽度，并且能够在车辆未处于直线行驶中（例如车辆处于转弯中）时避免将车辆所行驶的道路的道路宽度错误地确定为窄的道路宽度。另外，在车辆未处于直线行驶中时，即使在车辆所行驶的道路的道路宽度比较宽的情况下，也可能存在转向功率大的情况。因此，在判定为车辆未处于直线行驶中的情况下，进行基于转向功率的道路宽度的确定时，可能将道路宽度错误地确定为窄的道路宽度。

在上述的、具备基于计算出的转向功率来控制转向手柄产生的转向反力的转向反力控制单元的方式中，上述转向反力控制单元可以在上述计算出的转向功率大的情况下，与上述计算出的转向功率小的情况相比减小上述转向反力。

在此情况下，能够切实地提高驾驶员的转向感。此处，在转向功率大的情况（即，驾驶员对转向手柄的单位时间内的操作量多的情况）下，通过减小转向反力，能够使驾驶员感到转向手柄易于轻便操作。另一方面，在转向功率小的情况（即，驾驶员对转向手柄的单位时间内的操作量少的情况）下，通过增大转向反力，能够使驾驶员感到转向手柄稳定。

在本发明的转向装置的其他方式中，还具备辅助扭矩控制单元，基于上述确定出的环境，控制辅助上述转向扭矩的辅助扭矩。

根据该方式，能够产生与车辆所行驶的道路的环境相适合的辅助扭矩，能够提高驾驶员的转向感。

本发明的作用及其他优点从接下来说明的用于实施发明的方式中可以明确得到。

附图说明

图1是表示具备第一实施方式所涉及的转向装置的车辆的整体构成的框图。

图2是概念性地表示第一实施方式所涉及的转向装置的转向反力控制的流程的流程图。

图3是用于说明第一实施方式所涉及的转向装置的转向反力控制中的道路宽度的确定的图。

图4是用于说明在第一实施方式所涉及的道路宽度的确定中被判定为未处于直行行驶中的情况下进行的处理的图。

图5是概念性地表示第一实施方式的用于设定辅助扭矩的映射的一个示例的图。

图6是概念性地表示第二实施方式的基于道路宽度判定值的辅助扭矩的设定方法的图。

图7是概念性地表示第三实施方式的基于道路宽度判定值的辅助扭矩的设定方法的图。

图8是概念性地表示第四实施方式的基于道路宽度判定值的辅助扭矩的设定方法的图。

图9是表示具备第五实施方式所涉及的转向装置的车辆的整体构成的框图。

图10是概念性地表示第五实施方式的基于道路宽度判定值的转向器传动比的设定方法的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

＜第一实施方式＞

参照图1至图5对第一实施方式所涉及的转向装置进行说明。

首先，参照图1对具备本实施方式所涉及的转向装置的车辆的整体构成进行说明。

图1是表示具备本实施方式所涉及的转向装置的车辆的整体构成的框图。

如图1所示，车辆1具备前轮5和用于使前轮5偏转的转向装置10。转向装置10为根据转向盘11的操作使前轮5偏转的电动助力转向（EPS：Electric Power Steering）装置，具备转向盘11、转向轴12、小齿轮轴19、转向角传感器13、扭矩传感器14、马达15、齿条小齿轮机构16、转向横拉杆17、转向节臂18、车速传感器41及控制器100。

转向盘11为本发明所涉及的“转向手柄”的一个示例，为了使车辆1转弯等由驾驶员操作。转向盘11经由转向轴12及小齿轮轴19与齿条小齿轮机构16连接。在转向轴12设有转向角传感器13及扭矩传感器14。

转向角传感器13检测与驾驶员对转向盘11的操作对应的转向角SWA（即转向盘11的旋转角度）。转向角传感器13将与检测到的转向角SWA对应的检测信号提供给控制器100。

扭矩传感器14检测经由转向盘11向转向轴12施加的转向扭矩SWT。扭矩传感器22将与检测到的转向扭矩SWT对应的检测信号提供给控制器100。

小齿轮轴19的一端与齿条小齿轮机构16连接，另一端经由扭矩传感器14与转向轴12连接。小齿轮轴19构成为能够与转向轴12同向旋转。在小齿轮轴19上设有马达15。

马达15由减速器及电动马达等构成，在控制器100的控制下向小齿轮轴19施加扭矩。另外，以下，将马达15向小齿轮轴19施加的扭矩适当称为“辅助扭矩”。

车速传感器41检测车辆10的车速，并将与检测到的车速V对应的检测信号提供给控制器100。

齿条小齿轮机构16由齿条及小齿轮构成，从转向轴12经由小齿轮轴19传递旋转而动作。转向横拉杆17及转向节臂18与齿条小齿轮机构16连接，前轮5与转向节臂18连接。在此情况下，通过齿条小齿轮机构16而使转向横拉杆17及转向节臂18动作，由此使与转向节臂18连接的前轮5偏转。

控制器100为具备CPU（Central Processing Unit）、ROM（Read OnlyMemory）及RAM（Random Access Memory）等的电子控制单元。控制器100具有作为本发明所涉及的“计算单元”的一个示例的功能，基于分别从转向角传感器13及扭矩传感器14供给的检测信号，算出作为转向盘11的单位时间内的操作量的转向功率P。而且，控制器100具有作为本发明所涉及的“确定单元”的一个示例的功能，基于计算出的转向功率P来确定车辆1所行驶的道路的道路宽度。而且，控制器100具有作为本发明所涉及的“转向反力控制单元”及“辅助扭矩控制单元”的一个示例的功能，根据确定出的道路宽度，设定转向盘11应产生的目标转向反力及通过马达15应向小齿轮轴19施加的辅助扭矩。控制器100进行控制马达15的转向反力控制，以向转向盘11施加设定了的目标转向反力。即，在转向反力控制中，通过控制器100控制马达15向小齿轮轴19施加的辅助扭矩，以向转向盘11施加目标转向反力。

接着，参照图2至图5对本实施方式所涉及的转向装置10的转向反力控制进行详细说明。

图2是概念性地表示本实施方式所涉及的转向装置10的转向反力控制的流程的流程图。

在图2中，首先，通过控制器100进行初始设定（步骤S10）。具体而言，控制器100将后述的规定的阈值SWAt及SWTt、规定的判定基准值Pt、不灵敏区D的宽度δ、规定时间Ta及Tb、直行判定值及道宽判定值设定为规定的初始值。例如，控制器100将道宽判定值设定成”宽”以作为初始值。

接着，通过控制器100进行输入信号的取得（步骤S20）。具体而言，控制器100分别从转向角传感器13及扭矩传感器14取得与转向角SWA对应的检测信号及与转向扭矩SWT对应的检测信号作为输入信号。另外，取代转向角传感器13，也可以根据EPS马达（即马达15）的旋转角或轮胎偏转角（即前轮5的偏转角）取得与转向角SWA有关的信息。

每个规定的采样时间Ts进行控制器100对输入信号的取得。此时，控制器100通过转向角SWA除以采样时间Ts来计算出转向速度SWV。即，控制器100按照下式（1）计算转向速度SWV。

转向速度SWV＝（转向角SWA（n）－转向角SWA（n－1））／采样时间Ts…（1）

其中，n为自然数，转向角SWA（n）表示第n个取得的转向角SWA。

另外，在进行输入信号的取得时，进行去除输入信号的高频成分的低通滤波处理。

接着，通过控制器100计算出转向功率P（步骤S30）。即，控制器100基于转向扭矩SWT及转向速度SWV计算出转向功率P。转向功率P表示驾驶员在单位时间内对转向盘11做的功。

具体而言，首先，控制器100计算出从当前时刻到经过规定时间Ta为止每个采样时间Ts取得的转向扭矩SWT及转向速度SWV各自的平均值SWTmean及SWVmean。接着，计算出转向扭矩SWT和平均值SWTmean之差的绝对值的规定时间Ta下的平均值SWTa、及转向速度SWV和平均值SWVmean之差的绝对值的规定时间Ta下的平均值SWVa。接着，通过将平均值SWTa和平均值SWVa相乘来计算出转向功率P。即，控制器100按照下式（2）计算转向功率P。

转向功率P＝转向扭矩的平均值SWTa×转向角的平均值SWVa…（2）

即，控制器100计算出从当前时刻到经过规定时间Ta为止取得的转向扭矩SWT及转向速度SWV各自的变化量（或变动量）的平均值，并计算所算出的平均值的积作为转向功率P。

接着，由控制器100判定车辆1是否处于直行行驶中（步骤S40）。即，控制器100基于转向角SWA及转向扭矩SWT来判定车辆1是否处于直行行驶中。另外，控制器100在判定为车辆1处于直行行驶中的情况下（步骤S40：是），将表示车辆1是否处于直线行驶中的直行判定值设定为“是”，在判定为车辆1未处于直线行驶中的情况下（步骤S40：否），将直行判定值设定为“否”。

图3是用于说明本实施方式所涉及的转向装置的转向反力控制中的道路宽度的确定的图，表示控制器100取得的转向角SWA、转向扭矩SWT及控制器100计算出的转向功率P各自的经时变化的一个示例。另外，在本实施方式中，如图3所示，分别用正负表示转向角SWA的方向及转向扭矩SWT的方向，例如，将负值作为转向盘11的右旋转方向，将正值作为转向盘11的左旋转方向。

在图3中，控制器100在转向角SWA的大小（即转向角SWA的绝对值）为规定的阈值SWAt以下且转向扭矩SWT的大小（转向扭矩SWT的绝对值）为规定的阈值SWTt以下的情况下，判定为车辆1处于直线行驶中，在其他情况下，即在转向角SWA的大小大于规定的阈值SWAt的情况下及转向扭矩SWT的大小大于规定的阈值SWTt的情况下，判定为车辆1未处于直线行驶中（步骤S40）。即，控制器100在下式（3）及（4）两者均成立的情况下，判定为车辆1处于直线行驶中，在下式（3）及（4）中的至少一个不成立的情况下，判定为车辆1未处于直线行驶中。

转向角SWA的大小≤规定的阈值SWAt…（3）

转向角SWT的大小≤规定的阈值SWTt…（4）

返回到图2，在判定为处于直线行驶中的情况下（步骤S40：是），通过控制器100判定转向功率P是否为判定基准值Pt＋δ／2以上（步骤S50）。

即，在图3中，控制器100在当前时刻Tc，判定转向功率P是否为判定基准值Pt＋δ／2以上（步骤S50）。即，控制器100判定下式（5）是否成立。

转向功率P≥判定基准值Pt＋δ／2…（5）

此处，判定基准值Pt为本发明所涉及的“规定的基准值”的一个示例，是作为区别车辆1行驶的道路的道路宽度是宽还是窄的分界线的转向功率P的值，例如通过实验等预先设定。具体而言，将判定基准值Pt设定为能够判定车辆1行驶的道路的道路宽度为狭窄的最小的转向功率P。换言之，将判定基准值Pt设定为应变更目标转向反力的转向功率P。此处，通过本申请发明人的实验确认出：在车辆1行驶的道路的道路宽度宽的情况下，转向功率P小，在车辆1行驶的道路的道路宽度窄的情况下，转向功率P大。因此，能够基于转向功率P的经时变化来检测车辆1行驶的道路的道路宽度的经时变化。因此，在本实施方式中，通过预先实验等，对于转向功率P存在明显误差的相互不同的两个道路宽度，将一个设定为宽的道路宽度，将另一个设定为窄的道路宽度，并且将能够区别这些宽的道路宽度及窄的道路宽度的转向功率P设定为判定基准值Pt。

如图3所示，对判定基准值Pt设定具有宽度δ的不灵敏区D。将不灵敏区D设定为不进行转向功率P是否大于判定基准值Pt的判定的转向功率P的范围。不灵敏区D以判定基准值Pt为中心值而具有宽度δ。即，不灵敏区D的上限值为判定基准值Pt和宽度δ／2（即，不灵敏区D的宽度δ的1／2倍）相加得到的值，不灵敏区D的下限值为判定基准值Pt减去宽度δ／2得到的值。

在判定为转向功率P为判定基准值Pt＋δ／2以上的情况下（步骤S50：是），通过控制器100判定为车辆1行驶的道路的道路宽度窄，将道路判定值设定为“窄”（步骤S80）。

此处，道路判定值是表示由控制器100判定出的道路宽度的值，在判定为道路宽度窄的情况下设定为“窄”，在判定为道路宽度宽的情况下设定为“宽”。另外，如上述那样，在初始设定（步骤S10）中，将道路判定值设定为“宽”。

另一方面，在判定为转向功率P不为判定基准值Pt＋δ／2以上（即转向功率P小于判定基准值Pt＋δ／2）的情况下（步骤S50：否），通过控制器100判定转向功率P是否为判定基准值Pt－δ／2以下（步骤S70）。

即，在图3中，控制器100在当前时刻Tc判定转向功率P是否为判定基准值Pt－δ／2以下（步骤S70）。即，控制器100判定下式（6）是否成立。

转向功率P≤判定基准值Pt－δ／2…（6）

在判定为转向功率P为判定基准值Pt－δ／2以下的情况下（步骤S70：是），通过控制器100判定为车辆1行驶的道路的道路宽度宽，将道路判定值设定为“宽”（步骤S90）。

另一方面，在判定为转向功率P不为判定基准值Pt－δ／2以下（即转向功率P大于判定基准值Pt－δ／2）的情况下（步骤S70：否），通过控制器100将道路判定值维持原样，并进行后述的步骤S110的处理。

另外，也可以根据车速通过控制器100变更判定基准值Pt。在此情况下，能够基于转向功率P精度更好地进行车辆1行驶的道路的道路宽度是宽还是窄的判定。

在本实施方式中，特别是如上述那样，由于对判定基准值Pt设定不灵敏区D，因而虽然实际道路的道路宽度不发生变化，但能够防止控制器100对道路宽度的判定结果发生变化。

在图2中，在判定为未处于直线行驶中的情况下（步骤S40：否），通过控制器100判定未处于直线行驶中的状态是否持续了规定时间Tb（步骤S60）。

在判定为未处于直线行驶中的状态持续了规定时间Tb的情况下（步骤S60：是），通过控制器100将道路判定值设定为“宽”（步骤S100）。

另一方面，在判定为未处于直线行驶中的状态未持续规定时间Tb（即未处于直线行驶中的状态所持续的时间比规定时间Tb短）的情况下（步骤S60：否），通过控制器100将道路判定值维持原样，并进行后述的步骤S110的处理。

此处，参照图4对判定为未处于直线行驶中的情况下（步骤S40：否）进行的各处理（步骤S60及S100）进行说明。

图4是用于说明本实施方式所涉及的道路宽度的确定中判定为未处于直线行驶中的情况下进行的处理的图，表示直行判定值及道路宽度判定值各自的经时变化的一个示例。

如图4所示，在时刻T1将直行判定值从“是”变更为“否”，在直行判定值被设定为“否”的状态下持续了规定时间Tb时（步骤S60：是），将道路宽度判定值设定为“宽”（步骤S100）。即，在从直行判定值由“是”变更为“否”的时刻T1到经过了规定时间Tb的时刻T2为止的期间，在直行判定值被设定为“宽”而原封不动的情况下，在时刻T2将道路宽度判定值设定为“宽”。即，在本实施方式中，尤其是，控制器100在未处于直线行驶中的状态持续了规定时间Tb的情况下，无论该时刻的道路判定值如何，都将道路判定值设定为“宽”。换言之，控制器100在未处于直线行驶中的状态持续了规定时间Tb的情况下，判定为车辆1所行驶的道路的道路宽度宽。因此，在车辆1未处于直线行驶中（例如车辆1处于转弯中）时，能够避免误判为车辆1所行驶的道路的道路宽度窄。另外，在车辆1未处于直线行驶中时，即使在车辆1所行驶的道路的道路宽度宽的情况下，也可能存在转向功率P大于判定基准值Pt＋δ／2的情况。因此，在判定为车辆1未处于直线行驶中的情况（步骤S40）下进行基于转向功率P的道路宽度的判定时，可能误判为道路宽度窄。

返回到图2，在步骤S80、S90、S100等之后，通过控制器100判定是否将道宽判定值设定为“宽”（步骤S110）。

在判定为道宽判定值被设定为“宽”的情况下（步骤S110：是），控制器100将转向反力特性设定为“转向反力大”，在道宽判定值未被设定为“宽”（即，道宽判定值被设定为“窄”）的情况下（步骤S110：否），控制器100将转向反力特性设定为“转向反力小”。另外，将转向反力特性设定为“转向反力大”是指，控制器100将为了转向反力控制而参照的映射数据设定为后面参照图5所述的映射M1中的映射数据ATws、ATwm或ATwh。而且，将转向反力特性设定为“转向反力小”是指，控制器100将为了转向反力控制而参照的映射数据设定为后面参照图5所述的映射M1中的映射数据ATns、ATnm或ATnh。

此处，参照图5对本实施方式的转向反力特性的设定进行说明。

图5是概念性地表示用于设定通过马达15应向小齿轮轴19施加的辅助扭矩的映射的一个示例的图。

在图5中，映射M1为规定转向扭矩SWT和辅助扭矩之间的关系的映射。在映射M1中，例如分别针对低速、中速及高速这样的相互不同的多个车速区的每一个，对于将道宽判定值设定为“宽”的情况和将道宽判定值设定为“窄”的情况，规定转向扭矩SWT和辅助扭矩之间的关系。另外，在本实施方式中，在映射M1中表示了分别针对低速、中速及高速这样的相互不同的三个车速区的每一个规定转向扭矩SWT和辅助扭矩之间的关系的示例，但车速区并不限定为三个，也可以为两个或四个以上。

即，映射M1具有映射数据ATns、ATws、ATnm、ATwm、ATnh及ATwh。映射数据ATns是用于在车速V为低速且道宽判定值被设定为“窄”的情况下根据转向扭矩SWT来设定辅助扭矩的映射数据。映射数据ATws是用于在车速V为低速且道宽判定值被设定为“宽”的情况下根据转向扭矩SWT来设定辅助扭矩的映射数据。映射数据ATnm是用于在车速V为中速且道宽判定值被设定为“窄”的情况下根据转向扭矩SWT来设定辅助扭矩的映射数据。映射数据ATwm是用于在车速V为中速且道宽判定值被设定为“宽”的情况下根据转向扭矩SWT来设定辅助扭矩的映射数据。映射数据ATnh是用于在车速为高速且道宽判定值被设定为“窄”的情况下根据转向扭矩SWT来设定辅助扭矩的映射数据。映射数据ATwh是用于在车速V为高速且道宽判定值被设定为“宽”的情况下根据转向扭矩SWT来设定辅助扭矩的映射数据。另外，预先将中速设定为比低速快的车速区，预先将高速设定为比中速快的车速区。

在本实施方式中，尤其是，在映射M1中，以道宽判定值被设定为“窄”的情况下的辅助扭矩（参照映射数据ATns、ATnm及ATnh）大于道宽判定值被设定为“宽”的情况下的辅助扭矩（参照映射数据ATws、ATwm及ATwh）的方式规定转向扭矩SWT和辅助扭矩之间的关系。即，控制器100通过参照映射M1，将辅助扭矩设定为道宽判定值设定为“窄”的情况下比道宽判定值设定为“宽”的情况下更大的值（换言之，将转向盘11应产生的目标转向反力设定为更小的值）。反言之，控制器100通过参照映射M1，将辅助扭矩设定为道宽判定值设定为“宽”的情况下比道宽判定值设定为“窄”的情况下更小的值（换言之，将转向盘11应产生的目标转向反力设定为更大的值）。

控制器100控制马达15以使得从马达15向小齿轮轴19施加如此设定的辅助扭矩（换言之，使得如此设定的目标转向反力被施加给转向盘11）。

因此，能够提高驾驶员的转向感。具体而言，在道宽判定值设定为“窄”的情况下，即转向功率P大于判定基准值Pt＋δ／2的情况下，换言之，在驾驶员对转向盘11的单位时间内的操作量多的情况下，转向反力变小，因而能够使驾驶员感到转向盘11易于轻便操作。另一方面，在道宽判定值设定为“宽”的情况下，即转向功率P小于判定基准值Pt－δ／2的情况下等驾驶员对转向盘11的单位时间内的操作量少的情况下，转向反力变大，因而能够使驾驶员感到转向盘11稳定。

如以上说明那样，根据本实施方式所涉及的转向装置10，通过控制器100计算转向功率P，基于该计算出的转向功率P，判定车辆1行驶的道路的道路宽度是宽还是窄。因此，无需使用例如导航装置或车载相机等，能够基于驾驶员对转向盘11的操作来判定车辆1行驶的道路的道路宽度是宽还是窄。而且，根据如此判定而得到的判定结果进行转向反力控制，因此能够使转向盘11产生与车辆1行驶的道路的道路宽度相适合的转向反力，能够提高驾驶员的转向感。此处，在本实施方式中，尤其是，基于转向功率P来确定车辆1行驶的道路的道路宽度是宽或窄中的任一个。换言之，基于驾驶员对转向盘11的操作的特性（即驾驶员的转向操纵特性）来确定道路的道路宽度。因此，由控制器100确定出的道路的道路宽度反映了驾驶员的转向操纵特性。因此，如本实施方式那样，基于转向功率P根据确定出的道路宽度进行转向反力控制，因而能够进行与驾驶员的转向操纵特性相适合的转向反力控制。

＜第二实施方式＞

参照图6对第二实施方式所涉及的转向装置进行说明。

第二实施方式所涉及的转向装置中，基于道路的道路宽度是宽还是窄的判定结果（即道宽判定值）的辅助扭矩的设定方法与上述的第一实施方式所涉及的转向装置10不同，关于其他方面，与上述的第一实施方式所涉及的转向装置10大致同样地构成。

图6是概念性地表示第二实施方式的基于道路宽度判定值的辅助扭矩的设定方法的图。

在图6中，在本实施方式中，控制器100具有映射M2及增益设定部111。

映射M2为规定转向扭矩SWT和辅助扭矩之间的关系的映射。在映射M2中，例如对于低速、中速及高速这样的相互不同的多个车速区的各个规定转向扭矩SWT和辅助扭矩之间的关系。

另外，在本实施方式中，在映射M2中表示了分别针对低速、中速及高速这样的相互不同的三个车速区的每一个规定转向扭矩SWT和辅助扭矩之间的关系的示例，但车速区并不限定为三个，也可以是两个或四个以上。

增益设定部111根据道宽判定值来设定增益（Gain）。具体而言，增益设定部111在道宽判定值被设定为“宽”的情况下，将增益设定为规定的值Gw（例如“1”），在道宽判定值被设定为“窄”的情况下，将增益设定为比规定的值Gw大的规定的值Gn（例如“1．2”）。

控制器100基于车速V、转向扭矩SWT及映射M2来设定辅助扭矩，将该设定的辅助扭矩和通过增益设定部111设定的增益之积设定为最终的辅助扭矩。

此处，由于道宽判定值设定为“窄”的情况下的增益的值Gn大于道宽判定值设定为“宽”的情况下的增益的值Gw，因而在道宽判定值设定为“窄”的情况下所设定的最终的辅助扭矩大于在道宽判定值设定为“宽”的情况下所设定的最终的辅助扭矩。因此，在道宽判定值设定为“窄”的情况下，与将道宽判定值设定为“宽”的情况下相比，能够减小转向反力。反言之，在道宽判定值设定为“宽”的情况下，与道宽判定值设定为“窄”的情况下相比，能够增大转向反力。因此，能够提高驾驶员的转向感。

＜第三实施方式＞

参照图7对第三实施方式所涉及的转向装置进行说明。

图7是概念性地表示第三实施方式的基于道路宽度判定值的辅助扭矩的设定方法的图。

在图7中，第三实施方式所涉及的转向装置与上述的第二实施方式所涉及的转向装置不同之处在于：控制器100取代第二实施方式的增益设定部111（参照图6）而具有增益设定部112，关于其他方面，与上述的第二实施方式所涉及的转向装置大致同样地构成。

在图7中，在本实施方式中，控制器100具有映射M2及增益设定部112。

映射M2与上述的第二实施方式同样，为规定转向扭矩SWT和辅助扭矩之间的关系的映射。

增益设定部112根据道宽判定值及车速V来设定增益。具体而言，增益设定部112对于道宽判定值设定为“宽”的情况和道宽判定值设定为“窄”的情况的各个情况具有规定车速V和增益之间的关系的映射Mg，基于车速V、道宽判定值及映射Mg来设定增益。映射Mg具有映射数据Gwb及Gnb。映射数据Gwb是用于道宽判定值设定为“宽”的情况下根据车速V来设定增益的映射数据。映射数据Gnb是用于道宽判定值设定为“窄”的情况下根据车速V来设定增益的映射数据。以道宽判定值设定为“窄”的情况下的增益（参照映射数据Gnb）大于道宽判定值设定为“宽”的情况下的增益（参照映射数据Gwb）的方式设定映射数据Gwb及Gnb。

控制器100基于车速V、转向扭矩SWT及映射M2来设定辅助扭矩，将该设定的辅助扭矩和通过增益设定部112设定的增益之积设定为最终的辅助扭矩。因此，能够提高驾驶员的转向感。

＜第四实施方式＞

参照图8对第四实施方式所涉及的转向装置进行说明。

图8是概念性地表示第四实施方式的基于道路宽度判定值的辅助扭矩的设定方法的图。

在图8中，第四实施方式所涉及的转向装置与上述的第三实施方式所涉及的转向装置不同之处在于：控制器100将通过增益设定部112设定的增益和转向扭矩SWT之积作为新的转向扭矩并基于该新的转向扭矩、车速V及映射M2来设定辅助扭矩，关于其他方面，与上述的第三实施方式大致同样地构成。

在本实施方式中，首先，控制器100通过增益设定部112，基于道宽判定值、车速V及映射Mg来设定增益。接着，控制器100将从扭矩传感器14取得的转向扭矩SWT和通过增益设定部112设定的增益之积作为新的转向扭矩，并基于该新的转向扭矩、车速V及映射M2来设定辅助扭矩。即，在本实施方式中，根据道宽判定值变更作为通过参照映射M2设定辅助扭矩时的输入值的转向扭矩的大小。具体而言，通过在道宽判定值设定为“窄”的情况下，与道宽判定值设定为“宽”的情况下相比将转向扭矩SWT变更为更大的值，从而将辅助扭矩设定为更大的值。因此，在道宽判定值设定为“窄”的情况下，与道宽判定值设定为“宽”的情况下相比，设定更大的辅助扭矩。因此，能够提高驾驶员的转向感。

＜第五实施方式＞

参照图9及图10对第五实施方式所涉及的转向装置进行说明。

首先，参照图9对具备本实施方式所涉及的转向装置的车辆的整体构成进行说明。

图9是表示具备第五实施方式所涉及的转向装置10e的车辆2的整体构成的框图。

在图9中，本实施方式所涉及的车辆2与上述的第一实施方式所涉及的车辆1不同之处在于：小齿轮轴19具备传动比可变机构500。另外，在图9中，对与图1所示的第一实施方式所涉及的构成要素同样的构成要素标以相同的参照标号，并适当省略它们的说明。

传动比可变机构500是能够使转向器传动比（转角比）R连续地变化而构成的转向器传动比可变机构（所谓的VGRS（Variable GearRatio Steering）），其中所述转向器传动比为转向角SWA和前轮5相对于该转向角SWA偏转的偏转角θ的比。另外，传动比可变机构500只要能使转向器传动比可变则不管公知及非公知能够适用各种机构。转向器传动比R由下式（7）表示。

转向器传动比R＝转向角SWA／偏转角θ…（7）

图10是概念性地表示本实施方式的基于道路宽度判定值的转向器传动比的设定方法的图。

在图10中，在本实施方式中，控制器100基于车速V和转向角SWA来设定转向器传动比R，将通过该设定的转向器传动比R乘以传动比校正值而得到的值设定为最终的转向器传动比校正值。

另外，传动比校正值由下式（8）表示。

传动比校正值＝转向器传动比R／转向器传动比R’

                   ＝1＋VGRS相对角β／转向角SWA…（8）

此处，转向器传动比R’为考虑了VGRS相对角β的情况下的转向器传动比，由下式（9）表示。VGRS相对角β为小齿轮轴19相对于转向轴12的相对的旋转角度。

转向器传动比R’＝（转向角SWA＋VGRS相对角β）／偏转角θ…（9）

在本实施方式中，特别是，控制器100根据道宽判定值来变更传动比校正值。具体而言，控制器100具有基本传动比校正值设定部113及增益设定部114。

基本传动比校正值设定部113根据车速V来设定传动比校正值。具体而言，基本传动比校正值设定部113具有规定车速V和传动比校正值之间的关系的映射M3，基于车速V及映射M3来设定传动比校正值。

增益设定部114根据道宽判定值及车速V来设定增益。具体而言，增益设定部114对于道宽判定值设定为“宽”的情况和道宽判定值设定为“窄”的情况的各个情况，具有规定车速V和增益之间的关系的映射M4，并基于车速V、道宽判定值及映射M4来设定增益。映射M4具有映射数据Gwb2及Gnb2。映射数据Gwb2是用于道宽判定值设定为“宽”的情况下根据车速V来设定增益的映射数据。映射数据Gnb2是用于道宽判定值设定为“窄”的情况下根据车速V来设定增益的映射数据。以道宽判定值设定为“窄”的情况下的增益（参照映射数据Gnb2）大于道宽判定值设定为“宽”的情况下的增益（参照映射数据Gwb2）的方式设定映射数据Gwb2及Gnb2。

控制器100将由基本传动比校正值设定部113设定的传动比校正值和由增益设定部114设定的增益之积设定为最终的传动比校正值。

即，在本实施方式中，根据道宽判定值来变更（或校正）转向器传动比R。具体而言，在道宽判定值设定为“窄”的情况下，与道宽判定值设定为“宽”的情况下相比，将转向器传动比R设定为更大的值。反言之，在道宽判定值设定为“宽”的情况下，与道宽判定值设定为“窄”的情况下相比，将转向器传动比R设定为更小的值。

因此，能够提高驾驶员的转向感。具体而言，在道宽判定值设定为“窄”的情况下，即转向功率P大于判定基准值Pt＋δ／2的情况下，换言之，在驾驶员对转向盘11的单位时间内的操作量多的情况下，由于转向器传动比R变大而转向反力变小，因而能够使驾驶员感到转向盘11易于轻便操作。另一方面，在道宽判定值设定为“宽”的情况下，即转向功率P小于判定基准值Pt－δ／2的情况下等，驾驶员对转向盘11的单位时间内的操作量少的情况下，由于转向器传动比R变小而转向反力变大，因而能够使驾驶员感到转向盘11稳定。

本发明并不限于上述的实施方式，能够在不违背从权利要求书及说明书整体中读取的发明主旨或思想的范围内适当地变更，伴有这种变更的转向装置也包含在本发明的技术范围内。

附图标记说明

11…转向盘

12…转向轴

13…转向角传感器

14…扭矩传感器

15…马达

19…小齿轮轴

41…车速传感器

100…控制器

Claims (12)

1.一种转向装置，搭载于车辆，根据驾驶员对转向手柄的操作使转向轮偏转，所述转向装置的特征在于，

具备确定单元，基于所述驾驶员操作所述转向手柄的操作量和规定期间内的所述操作量的变化，确定所述车辆行驶的道路的环境。

2.根据权利要求1所述的转向装置，其中，

所述确定单元具有计算单元，该计算单元基于施加于所述转向手柄的转向扭矩和所述转向手柄的转向速度计算出转向功率，该转向功率为所述转向手柄的单位时间内的操作量，

所述确定单元基于计算出的所述转向功率确定所述车辆行驶的道路的环境。

3.根据权利要求1所述的转向装置，其中，

还具备转向反力控制单元，基于所确定的所述环境控制所述转向手柄产生的转向反力。

4.根据权利要求2所述的转向装置，其中，

还具备转向反力控制单元，基于计算出的所述转向功率控制所述转向手柄产生的转向反力。

5.根据权利要求2所述的转向装置，其中，

所述确定单元基于计算出的所述转向功率的经时变化来确定所述环境。

6.根据权利要求2所述的转向装置，其中，

所述确定单元对计算出的所述转向功率是否大于规定的基准值进行判定，并根据该判定的结果来确定所述环境。

7.根据权利要求6所述的转向装置，其中，

所述确定单元根据所述车辆的车速来变更所述规定的基准值。

8.根据权利要求6所述的转向装置，其中，

所述确定单元对所述规定的基准值设定不灵敏区，在计算出的所述转向功率处于所述不灵敏区内的情况下不进行所述判定，在计算出的所述转向功率处于所述不灵敏区外的情况下进行所述判定。

9.根据权利要求1所述的转向装置，其中，

所述确定单元确定所述车辆行驶的道路的道路宽度作为所述环境。

10.根据权利要求9所述的转向装置，其中，

所述确定单元基于所述转向扭矩和所述转向手柄的转向角判定所述车辆是否处于直线行驶中，

所述确定单元在判定为所述车辆处于直线行驶中的情况下，基于计算出的所述转向功率将所述道路宽度确定为窄的道路宽度及宽的道路宽度中的任一个，

所述确定单元在判定为所述车辆未处于直线行驶中的情况下，若所述未处于直线行驶中的状态没有持续规定时间，则维持之前所确定的道路宽度，若所述未处于直线行驶中的状态持续了所述规定时间，则将所述道路宽度确定为所述宽的道路宽度。

11.根据权利要求4所述的转向装置，其中，

所述转向反力控制单元在计算出的所述转向功率大的情况下，与计算出的所述转向功率小的情况相比减小所述转向反力。

12.根据权利要求1所述的转向装置，其中，

还具备辅助扭矩控制单元，基于所确定的所述环境控制辅助所述转向扭矩的辅助扭矩。

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