CN107792166B - 转向控制装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种转向控制装置。在转向控制装置中，基本辅助扭矩计算单元计算基本辅助扭矩。返回控制单元计算用于辅助将方向盘返回到中立位置的返回控制量作为要加到所述基本辅助扭矩的校正扭矩。在返回控制单元中，目标转向速度计算单元计算作为转向速度的目标值的目标转向速度。返回控制量计算单元计算返回控制量，使得转向速度跟随目标转向速度。返回状态确定单元确定方向盘是在转动还是在返回。当方向盘在返回时，目标转向速度计算单元从转向速度的绝对值逐渐增大目标转向速度的绝对值。

Description

转向控制装置

技术领域

本公开涉及一种转向控制装置。

背景技术

在低车速范围内，车身或轮胎的侧滑角相对小于车速高时的侧滑角。在相同的转向角和横向加速度下，在低车速范围内从路面接收到的自对准扭矩较小。当自对准扭矩变得大约等于或小于转向机构中的摩擦时，方向盘不容易返回到中立位置。因此，需要驾驶员有意地执行操作以使方向盘返回到中立位置。因此，常规地，执行“返回控制”的转向控制装置是公知的。在返回控制中，计算方向盘返回到中立位置的方向上的校正扭矩，并将其与辅助扭矩相加。

例如，日本专利公布第4959217号公开了一种装置，在该装置中要考虑以下问题。即，当在驾驶员保持稳定转向期间执行返回控制时，难以在小的转向角尤其是低车速下执行稳定的转向。这里，作为解决该问题的方法，计算增益，该增益在转向扭矩是0时值为1，并且随着转向扭矩从0沿负方向或正方向增大而逐渐接近0。然后将增益乘以返回扭矩，并且抑制稳定转向期间的返回控制的输出。

在日本专利公布第4959217号的返回控制中，控制转向速度，以便跟随目标转向速度。基于目标转向速度和转向速度之间的偏差来计算返回控制的输出。在该情况下，返回控制的输出随着转向速度的检测值和目标转向速度之间的偏差的增大而增大。因此，方向盘的返回速度突然增大，并且驾驶员可能会感到不适。

发明内容

因此，希望提供一种转向控制装置，其抑制在返回控制期间的返回速度的突然变化，其中在返回控制中，计算返回控制量，使得转向速度跟随目标转向速度。

示例性实施方式提供了一种转向控制装置，其基于由驾驶员施加的转向扭矩来控制由转向辅助马达输出的辅助扭矩。转向控制装置包括：基本辅助扭矩计算单元，其计算基本辅助扭矩；以及返回控制单元。返回控制单元计算用于辅助将方向盘返回到中立位置的返回控制量作为要加到基本辅助扭矩的校正扭矩。

返回控制单元包括目标转向速度计算单元、返回控制量计算单元和返回状态确定单元。目标转向速度计算单元计算作为转向速度的目标值的目标转向速度。返回控制量计算单元计算返回控制量，使得转向速度跟随目标转向速度。返回状态确定单元确定方向盘是在转动还是在返回。当方向盘在返回时，目标转向速度计算单元从转向速度的绝对值逐渐增大目标转向速度的绝对值。

本公开的转向控制装置通过当方向盘在返回时从转向速度的绝对值逐渐增大目标转向速度的绝对值而逐渐增大方向盘的返回速度。因此，可以防止在日本专利公布第4959217号中的常规技术中存在的问题，方向盘的返回速度突然增大并导致驾驶员的不适。结果，可以抑制返回速度的突然变化。

具体地说，返回状态确定单元确定方向盘是处于方向盘位置在离开中立位置的方向上发生变化的转动状态，还是处于方向盘位置在朝向中立位置的方向上变化的返回状态。

目标转向速度计算单元优选地在转动状态下将目标转向速度设置为等于转向速度。结果，目标转向速度和转向速度之间的偏差变为0。返回控制量计算单元不输出返回控制量。因此，可以防止在转动转向期间驾驶员的转向受到抑制。

另外，返回状态确定单元优选地基于返回状态量来确定返回状态，其中返回状态量根据与方向盘位置相关联的方向盘位置相关信息和方向盘位置相关信息的时间变化率来计算。方向盘位置相关信息通常是转向角。方向盘位置相关信息的时间变化率通常是转向速度。返回状态确定单元根据基于转向角确定的角度状态量和基于转向速度确定的速度状态量的乘积来计算返回状态量。

附图说明

在附图中：

图1是电动助力转向***的总体配置图；

图2A是转向角随时间变化的图；

图2B是在返回控制中从转动转向到返回转向过渡期间的状态变化的图；

图3是根据实施方式的返回控制单元的总体控制框图；

图4是返回状态确定单元的控制框图；

图5A是速度状态量映射图的示例；

图5B是返回状态确定单元的角度状态量映射图的示例；

图6是用于说明由输出限制单元对返回控制量进行限制的图；

图7是指示基于转向状态的返回状态量变化的实际装置数据；

图8A和图8B是用于说明返回状态响应目标值计算的图；

图9是目标值限制处理的流程图；

图10是用于说明在目标值限制处理中目标转向速度的设置的图；

图11A至图11C是指示目标转向速度计算处理的工作效果的实际装置数据；以及

图12是图11A的放大视图。

具体实施方式

(实施方式)

在下文中将参照附图描述转向控制装置的实施方式。根据实施方式，作为“转向控制装置”的电子控制单元(ECU)被应用于车辆的电动助力转向***。ECU控制从转向辅助马达输出的辅助扭矩。

[电动助力转向***的配置]

如图1所示，电动助力转向***1辅助驾驶员使用来自转向辅助马达80的扭矩来操作方向盘91。

方向盘91被固定至转向轴92的一端。中间轴93被设置在转向轴92的另一端侧。扭矩传感器94被设置在转向轴92和中间轴93之间。从转向轴92通过扭矩传感器94到中间轴93的总体轴被统称为转向轴部95。

扭矩传感器94基于连接转向轴92和中间轴93的扭杆的扭转角度，对施加到扭杆的转向扭矩Ts进行检测。扭矩传感器94的检测值被输出至ECU 10。齿轮箱96被设置在中间轴93的与扭矩传感器94相反的一侧的端部上。齿轮箱96包括小齿轮961和齿条962。

当驾驶员转动方向盘91时，小齿轮961与中间轴93一起旋转。伴随着小齿轮961的旋转，齿条962向左或向右移动。拉杆97被设置在齿条962的两端。拉杆97与齿条962一起以往复方式向左和向右移动。由于拉杆97拉动和推动转向节臂98，轮99的取向改变。此外，车辆速度传感器71被设置在车辆的预定部分。车辆速度传感器71检测车辆速度V。

例如，马达80是三相无刷交流电马达。马达80基于从ECU 10输出的驱动电压Vd来输出辅助扭矩。辅助扭矩有助于方向盘91的转向力。在三相交流电马达的情况下，驱动电压Vd是指各相即U相、V相以及W相的相电压。马达80的旋转经由减速机构85传递至中间轴93。减速机构85具有蜗轮齿轮(worm gear)86和蜗轮转轮(worm wheel)87。此外，当中间轴93由于来自车轮99侧的自对准扭矩或路面反作用力而旋转时，旋转经由减速机构85传递至马达80。

图1所示的电动助力转向装置1是将马达80的旋转传递到转向轴部95的柱辅助型(column-assisted type)。然而，根据本实施方式的ECU 10可以类似地应用于机架辅助型电动助力转向***或线控转向***。在线控转向***中，方向盘和转向轮机械分离。此外，根据另一实施方式，可以将相数不同于3的多相交流电马达或有刷直流电马达用作转向辅助马达。

ECU 10由从车载电池(未示出)接收的电力来操作。ECU 10基于由扭矩传感器94检测的转向扭矩Ts、由车辆速度传感器71检测的车辆速度V等来计算辅助扭矩命令Ta*。然后，ECU 10将基于辅助扭矩命令Ta*计算的驱动电压Vd施加于马达80，由此使马达80生成辅助扭矩。由ECU 10执行的各个计算处理可以是由中央处理单元(CPU)实现的软件处理，该中央处理单元运行预先存储在有形存储设备例如只读存储器(ROM)中的程序。替选地，各个计算处理可以通过由专用电子电路执行的硬件处理来实现。

ECU 10包括基本辅助扭矩计算单元11、校正扭矩计算单元14和电流反馈单元70。基本辅助扭矩计算单元11基于转向扭矩Ts和转向速度ω来计算基本辅助扭矩Tb。校正扭矩计算单元14计算要与基本辅助扭矩Tb相加的各种类型的校正扭矩。然而，根据本实施方式，仅关注于用于返回控制的返回控制量Tr*作为校正扭矩。其他类型的校正扭矩将不被提及。因此，“校正扭矩计算单元”在下文中具体地被描述为“返回控制单元14”。

返回控制单元14基于转向速度ω和转向角θ来计算返回控制量Tr*。加法器12将由返回控制单元14计算的返回控制量Tr*与基本辅助扭矩Tb相加。由此计算出辅助扭矩命令Ta*。

用于各种量的单位，例如[Nm]、[deg]([度])和[deg/s]([度/秒])，用于表示这些量的尺寸，并不旨在限制使用。例如，可以使用[rad]([弧度])作为角度的单位。类似的解释也适用于以下的附图。此外，“转向角θ”和“转向速度ω”不仅用于通过驾驶员的主动转向使方向盘91旋转的情况，也以扩大的方式包括驾驶员松开方向盘91的状态下方向盘91的位置和旋转速度。

电流反馈单元70基于辅助扭矩命令Ta*相对于目标电流来执行对流至马达80的实际电流的反馈控制，并且由此计算施加于马达80的驱动电压Vd。转向控制装置中的基本辅助扭矩计算单元11和电流反馈单元70的配置是公知技术。因此，将省略对其的详细描述。

[返回控制的概述]

接下来，将参考图2描述返回控制的概述。

在低车速范围内，车身或轮胎的侧滑角相对小于车速高时的侧滑角。

在相同的转向角和横向加速度下，在低车速范围内从路面接收到的自对准扭矩较小。当自对准扭矩变得大约等于或小于转向机构中的摩擦时，方向盘不容易返回到中立位置。因此，需要驾驶员有意地执行操作以使方向盘返回到中立位置。

具体地，在脚趾角度和脚轮轨迹小的车辆中以及装有滚动阻力低的轮胎的车辆中返回力小。此外，在将部件接触压力设定得很高以减少齿条和小齿轮机构的咔嗒声的车辆中，摩擦力高。前述中的每一个用作抑制方向盘返回到中立位置的因素。

关于这种问题，返回控制是将方向盘返回到中立位置的方向上的校正扭矩进一步加到电动助力转向***中的辅助转矩上的控制。

以下，在本说明书中，方向盘离开中立位置移动的方向被称为“转动方向”。方向盘朝向中立位置移动的方向被称为“返回方向”。也就是说，“返回/转动方向”是基于方向盘和中立位置之间的关系客观限定的，而与驾驶员的感觉无关。

转动方向上的转向和返回方向上的转向分别被称为“转动转向”和“返回转向”。另外，方向盘由于自对准扭矩和返回控制而向中立位置返回的速度被称为“返回速度”，即使在驾驶员没有主动地执行操作来返回方向盘的情况下也是如此。

图2A是示出了在驾驶员的手放在方向盘上的状态下，在转动转向之后直到方向盘返回到中立位置(即转向角θ＝0[deg])为止转向角θ随时间的变化的概念图。长虚线R0指示在没有执行返回控制或返回控制的输出不足且返回速度太慢时转向角θ由于摩擦而未返回到0[deg]的情况下的操作。

相反，短虚线R1指示方向盘由于适当的返回控制而返回到中立位置的操作。因为返回速度是适当的，因此转向角θ平滑地变化。

此外，单点划线R2和双点划线R3示出了不适当的返回控制的示例。在由单点划线R2所指示的操作中，返回控制的输出过度并且返回速度太快。因此，转向被抑制。在由双点划线R3指示的操作中，返回速度不稳定。因此，驾驶员可能感到不适。因此，在返回控制中，控制目标是实现由短虚线R1所指示的操作，其中转向未被抑制并且方向盘以未造成不适的自然速度返回。

图2B是基于转向角θ和转向扭矩Ts之间的关系来表示从转动转向到返回转向过渡期间的状态下的变化的图。这里，基于参照中立位置的向左方向和向右方向来限定转向角θ的正和负符号。此外，基于与由转向角θ的符号所指示的方向相同的方向来限定转向扭矩Ts的符号。基本上，当在正方向上施加转向扭矩Ts时，转向角θ向正方向变化。当在负方向上施加转向扭矩Ts时，转向角θ向负方向变化。图2B示出了转向角θ和转向扭矩Ts二者在正区域中的图。转向角θ和转向扭矩Ts二者在负区域中的图看起来将与图2B中的图关于原点对称。

转向过渡期间的状态下的变化被分成四个时段，即由实线指示的“转动时段”、由单点划线指示的“第一过渡时段”、由虚线指示的“返回时段”，以及由双点划线指示的“第二过渡时段”。

在驾驶员转动方向盘的转动时段中，转向角θ的绝对值增大。图2B中的曲线形状仅是示例。在转动时段中，不执行返回控制以便不抑制转向。当驾驶员开始使方向盘向中立位置返回时，转向角θ几乎不变化。转向速度ω的绝对值相对小。在第一过渡时段中，当主动执行返回控制时，驾驶员体验到强烈的返回感。因此，返回控制逐渐开始。

在驾驶员使方向盘向中立位置返回的返回时段中，转向角θ的绝对值减小。在返回时段中，主动执行返回控制。因此，由指示“当返回控制未被执行时”的细虚线表示的曲线被校正成使得曲线的尖端面向起点。在方向盘靠近中立位置的第二过渡时段中，转向角θ的绝对值在相对小的范围内逐渐接近零。在该时段中，返回控制逐渐结束。

此外，在返回时段、转动时段和过渡时段中的相应转向状态被称为“返回状态”、“转动状态”和“过渡状态”。返回状态被限定为“方向盘位置朝向中立位置变化的状态”。转动状态被限定为“方向盘位置在离开中立位置的方向上变化的状态”。

定量地表示返回状态的信息是由下文描述的返回状态确定单元50计算的“返回状态量α”。在图2B的每个时段中的返回状态量α为：在转动时段中，"α＝0"；在返回时段中，"α＝1"；以及在第一和第二过渡时段中，"0<α<1"。

日本专利公布第4959217号公开了一种常规技术，其中，转向速度被控制以便跟随目标转向速度，并且基于目标转向速度与转向速度之间的偏差来计算返回控制的输出。然而，返回控制的输出随着转向速度的检测值和目标转向速度之间的偏差的增大而增大。因此，方向盘的返回速度突然增大，并且驾驶员可能会感到不适。

就该问题而言，在转向速度ω被控制以便跟踪目标转向速度时，根据本实施方式的返回控制单元14将目标转向速度的绝对值的下限值设置成等于转向速度ω的绝对值。在返回状态中，目标转向速度的绝对值从转向速度ω的绝对值逐渐增大。因此，在返回状态中，方向盘的返回速度逐渐增大。接下来，将详细描述返回控制单元14的配置。

[返回控制单元的配置]

在图3中示出了返回控制单元14的总体配置。返回控制单元14大体上由三个块构成，即目标转向速度计算单元20、返回控制量计算单元30和返回状态确定单元50。简单来说，三个块的功能如下：目标转向速度计算单元20计算当方向盘向中立位置返回时的目标转向速度ω*＊*；返回控制量计算单元30计算用于使方向盘向中立位置返回的返回力的返回力命令值；以及返回状态确定单元50确定方向盘是在转动还是在返回。

转向角θ和转向速度ω被输入至返回控制单元14作为用于在每个块中进行计算的信息量。在图3的总体配置中，考虑到附图的可视性，转向角θ的输入由单点划线来指示，并且转向速度ω的输入由双点划线来指示。从这些块输出的所有计算结果由实线来指示。

目标转向速度计算单元20包括基本目标转向速度计算单元21、返回状态响应目标值计算单元25和目标值限制单元26。基本目标转向速度计算单元21基于转向角θ来计算基本目标转向速度ω*。基本目标转向速度ω*是在方向盘向中立位置返回时的目标转向速度的基本值。

返回状态响应目标值计算单元25基于由返回状态确定单元50计算的返回状态量α来校正基本目标转向速度ω*，并且输出后返回状态响应目标转向速度ω**。目标值限制单元26基于后返回状态响应目标转向速度ω**和转向速度ω来计算目标转向速度ω*＊*。目标值限制单元26由此设置目标转向速度ω*＊*的绝对值的下限值。下文将描述返回状态响应目标值计算单元25和目标值限制单元26的详细工作。

返回控制量计算单元30包括转向速度偏差计算单元31、转向速度伺服控制器32、转向角参考扭矩计算单元33和加法器37。转向速度偏差计算单元31基于由目标转向速度计算单元20输出的目标转向速度ω*＊*和转向速度ω来计算偏差Δω。转向速度伺服控制器32执行伺服控制使得偏差转向速度Δω变为0，即转向速度ω跟随目标转向速度ω*＊*。转向速度伺服控制器32计算基本返回控制量Tr*_0。

转向角参考扭矩计算单元33基于转向角θ来计算转向参考扭矩Tθ，即返回力。加法器37将转向参考扭矩Tθ与基本返回控制量Tr*_0相加。由此计算出返回控制量Tr*。返回控制量计算单元30输出以该方式计算的返回控制量Tr*。

将参照图4至图7来描述返回状态确定单元50的配置和工作。

返回状态确定单元50基于转向角θ和转向速度ω来确定转向状态是否是“返回状态”。这里，转向角θ对应于“与方向盘位置相关的方向盘位置相关信息”。当方向盘位于中立位置时转向角θ的值为0。基于方向盘的旋转方向，转向角θ的值从中立位置变为正或负。此外，转向速度ω对应于“方向盘位置相关信息的时间变化率”。

如图4所示，返回状态确定单元50包括转向速度确定单元51、转向角确定单元52、乘法器53和输出限制单元54。状态量αω、αθ、α0和α每个都是无量纲的量[-]。

图5A和图5B中的映射图分别示出了转向速度ω和转向角θ处于正区域的映射图。转向速度ω和转向角θ处于负区域的映射图看起来将与图5A和图5B中的映射图关于原点对称。映射图中的数值仅是示例。

转向速度确定单元51基于转向速度ω来计算速度状态量αω，其值的范围从-1到+1。速度状态量αω指示随着速度状态量αω的绝对值增大，方向盘以更高的速度旋转。值的正/负指示旋转方向。

具体地，如图5A所示，当转向速度ω是0[deg/s]时，速度状态量αω是0。当转向速度ω是正时，速度状态量αω随着转向速度ω增大而从0向-1减小。当转向速度ω是负时，速度状态量αω随着转向速度ω减小而从0向+1增大。

转向角确定单元52基于转向角θ来计算角度状态量αθ，其值的范围从-1到+1。角度状态量αθ指示随着角度状态量αθ的绝对值增大时方向盘的位置更远离于中立位置。值的正/负指示旋转方向。

具体地，如图5B所示，当转向角θ是0[deg]时，角度状态量αθ是0。当转向角θ是正时，角度状态量αθ随着转向角θ的增大而从0向+1增大，并且当转向角θ接近60[deg]时，在大约+1处收敛。当转向角θ是负时，角度状态量αθ随着转向角θ的减小而从0向-1减小，并且当转向角θ接近-60[deg]时，在大约-1处收敛。

乘法器53计算预限制返回状态量α0，其值的范围从-1到+1。预限制返回状态量α0是速度状态量αω与角度状态量αθ的乘积。

如图6所示，输出限制单元54删除预限制返回状态量α0的“范围从-1至0的负值”。“范围从-1至0的负值”对应于转动时段中的值，并且在下文描述的计算中不需要。然后，输出限制单元54向目标转向速度计算单元20的返回状态响应目标值计算单元25仅输出“范围从0至+1的正值”作为返回状态量α。“范围从0至+1的正值”对应于返回时段或过渡时段中的值。

图7示出了在低速下并且从大转向角度转动转向期间的返回状态量α的实际装置数据。在时间ta之前和时间td之后的转动时段期间，返回状态量α为0。在从时间ta至时间tb的第一过渡时段期间，返回状态量α从0增大至1。在时间tb至时间tc的返回时段期间，返回状态量α为1。在从时间tc至时间td的第二过渡时段期间，返回状态量α从1减小至0。如实际装置数据所指示的，当输出1作为返回状态量α时，可以将转向状态确定为处于返回时段。

如上所述，根据本实施方式，基于角度状态量αθ和速度状态量αω的乘积来确定预限制返回状态量α0的符号。即，当转向角θ与转向速度ω的符号不同时，预限制返回状态量α0为正。确定转向状态是返回状态或过渡状态。即，在转向角θ为0的中立位置处，转向状态在返回状态或过渡状态与转动状态之间切换。

当基于转向扭矩Ts和转向速度ω的符号的乘积来进行确定时，如果在正方向施加转向扭矩Ts，则在转向角θ增大期间，Ts×ω的乘积变为正，而与转向角θ是正或负无关。同时，如果在负方向施加转向扭矩Ts，在转向角θ减小期间，Ts×ω的乘积变为负，而与转向角θ是正或负无关。也就是说，在转向角θ是0的中立位置处Ts×ω不在正负间切换。因此，根据本实施方式，关于返回状态的确定不基于转向扭矩Ts和转向速度ω来进行。

接下来，将参照图8A、图8B、图9和图10来描述由目标转向速度计算单元20的返回状态响应目标值计算单元25和目标值限制单元26执行的计算处理的细节。

首先，将参照图8A和图8B来描述由返回状态响应目标值计算单元25执行的返回状态响应目标值计算。图8A和图8B具有共同的时间轴。

图8A示出了在第一过渡时段期间返回状态量α随时间的变化。从时间te至时间tf，返回状态量α从0至1逐渐增大。

图8B示出了后返回状态响应目标转向速度ω**伴随返回状态量α的变化的变化。这里，假定转向角θ为负并且在返回方向上转向速度ω为正的情况。在图8B中，转向速度ω由虚线来指示。基本目标转向速度ω*由单点划线来指示。后返回状态响应目标转向速度ω**由双点划线来指示。

返回状态响应目标值计算单元25使用公式(1)基于转向速度ω、基本目标转向速度ω*和返回状态量α来计算后返回状态响应目标转向速度ω**。

ω**＝αω*+(1–α)ω (1)

因此，当返回状态量α变得更接近0时，后返回状态响应目标转向速度ω**变得更接近转向速度ω。当返回状态量α变得更接近1时，后返回状态响应目标转向速度ω**变得更接近基本目标转向速度ω*。

接下来，将参照图9和图10来描述由目标值限制单元26执行的目标值限制处理的计算流程。目标值限制处理是被执行以将目标转向速度ω*＊*的绝对值的下限设置成等于转向速度ω的计算。在图9的流程图的描述中，符号S指示“步骤”。

在该计算流程中，首先，在步骤S1，目标值限制单元26确定转向角θ的符号。这样做的原因在于针对幅度确定转向速度ω、ω*和ω*＊*之间的关系取决于转向角θ的符号而反转。

当确定转向角θ为正时，目标值限制单元26在步骤S1确定为是并且进行至步骤S2。当确定转向角θ为负时，目标值限制单元26在步骤S1确定为否并且进行至步骤S5。当转向角θ为0时，实际上不需要考虑转向角θ，这是因为返回转向已完成。可以将为0的转向角θ考虑为正或负。在步骤S1处，如果转向角θ为0，则目标值限制单元26基于当转向角θ为正时的确定来进行确定。

当转向角θ为正时，在返回方向上的转向速度ω为负。当转向角θ为负时，在返回方向上的转向速度ω为正。

图10示出了对目标转向速度ω*＊*的设置，其基于转向速度ω相对于时间固定并且后返回状态响应目标转向速度ω**的绝对值相对于时间单调增大的假设。在图10中，转向速度ω由虚线来指示。后返回状态响应目标转向速度ω**由双点划线来指示。目标转向速度ω***以粗体实线表示。此外，为了防止线的交叠，有意使目标转向速度ω*＊*略微偏移。

图9中的步骤S2至S4是在转向速度ω为负的情况下执行的处理，如图10下半部分所示。图9中的步骤S5至S7是在转向速度ω为正的情况下执行的处理，如图10上半部分所示。

在S2，目标值限制单元26确定负后返回状态响应目标转向速度ω**是否等于或大于转向速度ω。在时间X之前，目标值限制单元26在步骤S2确定为是。在步骤S3，目标值限制单元26将目标转向速度ω*＊*设置成等于转向速度ω。在时间X之后，目标值限制单元26在S2确定为否。在步骤S4，目标值限制单元26将目标转向速度ω*＊*设置成等于后返回状态响应目标转向速度ω**。

在S5，目标值限制单元26确定正后返回状态响应目标转向速度ω**是否等于或小于转向速度ω。在时间X之前，目标值限制单元26在步骤S5确定为是。在步骤S6，目标值限制单元26将目标转向速度ω*＊*设置成等于转向速度ω。在时间X之后，目标值限制单元26在步骤S5确定为否。在步骤S7，目标值限制单元26将目标转向速度ω*＊*设置成等于后返回状态响应目标转向速度ω**。

作为上述计算流程的结果，在步骤S3和S6的区域中，目标转向速度ω*＊*被设置成等于转向速度ω。因此，由返回控制量计算单元30的转向速度伺服控制器32输出的基本返回控制量Tr*_0是0。因此，可以防止驾驶员的转向被返回控制的输出限制。

此外，在步骤S4和S7的区域中，由于目标转向速度ω*＊*的绝对值从作为下限值的转向速度ω的绝对值逐渐增大，方向盘的返回速度逐渐增大。因此，可以防止如日本专利公布第4959217号中的常规技术中发生的方向盘的返回速度突然增大并且造成驾驶员不适。

接下来，将参照图11A、图11B、图11C和图12来描述当执行根据本实施方式的目标转向速度计算处理时获得的实际装置数据。

图11A、图11B和图11C中的每一个的水平轴指示共同的时间轴。图11A的竖直轴指示转向速度ω、ω**和ω*＊*。图11B的竖直轴指示转向角θ。图11C的竖直轴指示返回状态量α。在图11A和作为图11A中的XII部分的放大视图的图12中，转向速度ω由虚线来指示。基本目标转向速度ω*由单点划线来指示。后返回状态响应目标转向速度ω**由双点划线来指示。目标转向速度ω*＊*以粗体实线表示。

如图11B所示，实际装置数据示出了在大约±100[deg]的转向角范围内执行回旋转向的情况下的测试结果。当转向角θ向中立位置返回时从时间t1至时间t3以及从时间t4至时间t6的时段对应于返回时段。如图11C所示，返回状态量α从0增大至1。

如图11A所示，在返回时段期间转向速度ω的变化相对平坦。然而，基本目标转向速度ω*和后返回状态响应目标转向速度ω**变化，形成陡峭的峰值。在绝对值超过转向速度ω之后，绝对值再次降至转向速度ω之下。后返回状态响应目标转向速度ω**的绝对值降至转向速度ω之下的时间是t2和t5。

接下来，将参照图12描述目标转向速度ω*＊*的变化的细节。在时间t4之前的时段期间，返回状态量α为0。目标转向速度ω*＊*与转向速度ω匹配。也就是说，在图12中，粗体实线与虚线交叠。在从时间t4至时间t5的时段期间，返回状态量α从0增大至1。目标转向速度ω*＊*响应于返回状态量α的增大，并且从由虚线指示的转向速度ω向由单点划线指示的基本目标转向速度ω*逐渐增大。也就是说，目标转向速度ω*＊*逐渐增大。在从时间t5至时间t6的时段期间，建立"θ<0"以及ω**<ω"的关系。因此，作为图1的步骤S6的结果，"ω*＊*＝ω"，即目标转向速度ω*＊*被设置成等于转向速度ω。

如上所述，根据本实施方式，当转向状态不是返回状态时，目标转向速度ω*＊*匹配转向速度ω。转向速度偏差Δω为0。因此，返回控制量计算单元30不输出返回控制量Tr*。因此，不抑制驾驶员的转动转向。

此外，在返回状态中，目标转向速度ω*＊*从转向速度ω逐渐增大。由此抑制了返回速度的突然变化。返回控制量计算单元30输出返回控制量Tr*，使得转向速度ω更接近目标转向速度ω*＊*，并且转向速度偏差Δω变为0。因此，可以减小驾驶员在返回方向上承担的转向负荷。

(其他实施方式)

(1)根据上述实施方式，转向角θ和转向速度ω被用作由返回状态确定单元50在计算返回状态量α的过程中使用的“与方向盘位置相关的方向盘位置相关信息”以及“方向盘位置相关信息的时间变化率”。根据另一实施方式，可以使用诸如马达旋转角度、变速***齿轮的旋转角度、轮胎的转向角度或偏航率的方向盘位置相关信息，而不是转向角θ。可以使用这样的方向盘位置相关信息的时间变化率而不是转向速度ω。

(2)根据上述实施方式，映射图被用于计算速度状态量αω和角度状态量αθ。然而，状态量的计算不限于使用映射图的方法。可以通过数学公式来计算状态量。

(3)根据上述实施方式的图3中的具体配置可以根据需要修改，只要可以实现本公开的工作即可。

本公开内容绝不限于上述实施方式。在不背离本公开的精神的情况下其它各种实施方式是可行的。

Claims (5)

1.一种转向控制装置，其基于由驾驶员施加的转向扭矩来控制由转向辅助马达输出的辅助扭矩，所述转向控制装置包括：

基本辅助扭矩计算单元，其计算基本辅助扭矩；以及

返回控制单元，其计算用于辅助将方向盘返回到中立位置的返回控制量作为要加到所述基本辅助扭矩的校正扭矩，其中

所述返回控制单元包括：

目标转向速度计算单元，其计算作为转向速度的目标值的目标转向速度，

返回控制量计算单元，其计算所述返回控制量，使得所述转向速度跟随所述目标转向速度，以及

返回状态确定单元，其确定所述方向盘是在转动还是在返回，并且

当所述方向盘在返回时，所述目标转向速度计算单元由所述转向速度的绝对值逐渐增大所述目标转向速度的绝对值。

2.根据权利要求1所述的转向控制装置，其中，

所述返回状态确定单元确定所述方向盘是处于方向盘位置在离开所述中立位置的方向上改变的转动状态，还是处于方向盘位置在朝向所述中立位置的方向上改变的返回状态。

3.根据权利要求2所述的转向控制装置，其中，

所述目标转向速度计算单元在转动状态下将所述目标转向速度设定为等于所述转向速度。

4.根据权利要求2或3所述的转向控制装置，其中，

所述返回状态确定单元基于返回状态量来确定返回状态，所述返回状态量根据与方向盘位置相关的方向盘位置相关信息和所述方向盘位置相关信息的时间变化率来计算。

5.根据权利要求4所述的转向控制装置，其中，

所述方向盘位置相关信息是转向角；

所述方向盘位置相关信息的时间变化率是所述转向速度；以及

所述返回状态确定单元根据基于所述转向角确定的角度状态量和基于所述转向速度确定的速度状态量的乘积来计算所述返回状态量。

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