CN111267943A - 转向***、转向辅助装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供转向***、转向辅助装置，在具备电动转向机构和液压转向机构的转向***中，高精度地控制左侧车轮和右侧车轮的转向角。在该转向***中，扭杆经由转向齿轮箱(以下简称为齿轮箱)而与转向轴卡合，通过电动马达使扭杆的比齿轮箱靠上游侧的部分旋转，并通过液压转向机构对转向轴施加液压。由此，使左侧车轮和右侧车轮转向。在本发明的转向***中，通过电动马达的控制来控制左侧车轮和右侧车轮的转向角，但电动马达基于包括电动转向机构和液压转向机构的转向机构的摩擦力与路面反作用力而被控制。由此，能够良好地控制左侧车轮和右侧车轮的转向角。

Description

转向***、转向辅助装置
技术领域
本发明涉及搭载于车辆并对车轮进行转向的转向***。
背景技术
在专利文献1中记载了一种具备电动马达的转向***。在专利文献1所记载的转向***中，进行LTA(Lane Trace Assist：车道跟踪辅助)控制。在LTA控制中，在车辆脱离目标行驶线而行驶的情况下，通过电动马达的控制来使左右轮转向。由此，能够使车辆接近目标行驶线。
专利文献1：日本特开2018-122731号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的课题在于，在具备电动转向机构和液压转向机构的转向***中，通过电动马达的控制来高精度地控制左侧车轮和右侧车轮的转向角。
用于解决课题的技术方案、作用及效果
本发明的转向***包括具备电动马达的电动转向机构和通过液压而进行动作的液压转向机构。在该转向***中，扭杆经由转向齿轮箱(以下简称为齿轮箱)而与转向轴卡合，通过电动马达使扭杆的比齿轮箱靠上游侧的部分旋转，并通过液压转向机构对转向轴施加液压。由此，使左侧车轮和右侧车轮转向。在本发明的转向***中，通过电动马达的控制来控制左侧车轮和右侧车轮的转向角，但电动马达的控制是基于包括电动转向机构和液压转向机构在内的转向机构的摩擦力与路面反作用力而进行的。
在小齿轮与扭杆以能够一体地旋转的方式连结，并且在齿轮箱中小齿轮与作为转向轴的齿条的齿部啮合的情况下，扭杆因电动马达的旋转角与小齿轮的旋转角之差而扭转。因此，在电动马达的旋转角相同的情况下，扭杆的扭转角大的情况与扭杆的扭转角小的情况相比，小齿轮的旋转角小，齿条的行程小。另一方面，小齿轮的旋转角在路面反作用力与转向机构的摩擦力之和大的情况下比路面反作用力与转向机构的摩擦力之和小的情况下小。换言之，扭杆的扭转角在路面反作用力与转向机构的摩擦力之和大的情况下比路面反作用力与转向机构的摩擦力之和小的情况下大。该扭杆的扭转角是电动马达的旋转角未传递到小齿轮的旋转的部分。
根据以上所述，通过基于路面反作用力和转向机构的摩擦力来控制电动马达的旋转角，能够良好地控制左侧车轮和右侧车轮的转向角。
附图说明
图1为示意性地表示作为本发明的实施例的转向***的图。
图2为上述转向***的液压辅助机构的齿轮箱的剖视图。
图3为上述齿轮箱的控制阀的剖视图。
图4为概念性地表示上述转向***的结构的图。
图5为表示存储在上述转向***的转向ECU的存储部中的转向***的刚性与横向加速度之间的关系的图。
图6为表示搭载有上述转向***的车辆和周边的状态的图。
图7为表示存储在上述存储部中的LTA控制程序的流程图。
图8为表示上述LTA控制程序的一部分的流程图。
图9为表示上述LTA控制程序的另一部分的流程图。
图10为表示进行了上述LTA控制的情况下的目标转向角的变化等的图。
具体实施方式
下面，基于附图对作为本实施方式所涉及的搭载于车辆的转向***的转向辅助***进行详细说明。
【实施例】
如图1所示，本实施例涉及的转向辅助***是辅助驾驶员对作为转向操作部件的方向盘10的操作以对车辆的转向轮即左右前轮12、14进行转向的***，但具有作为即使不由驾驶员进行作为转向操作部件的方向盘10的操作也能够对左右前轮12、14进行转向的自动转向***的功能。
左右前轮12、14通过转向节臂16、17、横拉杆18、19、作为转向轴的齿条20而连结。另外，齿条20经由转向齿轮箱(以下简称为齿轮箱)22而与方向盘10连结。
如图2所示，齿轮箱22具有齿轮齿条机构。方向盘10经由转向轴、扭杆23等而与小齿轮28连结，小齿轮28与齿条20的齿部20g(参照图1)啮合。由此，方向盘10的旋转被转换为齿条20的车辆的宽度方向(左右方向)的移动，由此使左右前轮12、14转向。另外，扭杆23在一端部与小齿轮28以能够一体地旋转的方式连结，在另一端部与方向盘10(转向轴)以能够一体地旋转的方式连结。
该转向辅助***包括作为转向机构的辅助机构27，该辅助机构27具有作为液压转向机构的液压辅助机构24和作为电动转向机构的电动辅助机构26。液压辅助机构24包括设置于齿条20的动力缸30和设置于齿轮箱22的控制阀34等。电动辅助机构26包括电动马达38，该电动马达38对扭杆23施加扭矩，换言之，使扭杆23旋转。
动力缸30包括：壳体42；形成于齿条20的活塞44；及由活塞44分隔的右室46和左室48。右室46、左室48经由齿轮箱22而与由发动机40驱动的液压泵52、贮液器54连接。
如图3所示，控制阀34包括旋转阀60和控制阀轴62。控制阀轴62在一端部与扭杆23以能够一体地旋转的方式连结。在旋转阀60，与液压泵52、贮液器54、右室46、左室48连接的多个液体通路在半径方向上延伸形成，在控制阀轴62的外周部形成有多个槽等。通过控制阀轴62相对于旋转阀60的相对相位的变化来控制液压泵52、贮液器54各自与右室46、左室48各自之间的流路面积。
在图3中，例如通过控制阀轴62的右方向的旋转，液压泵52与右室46之间的流路面积增大，液压泵52与左室48之间的流路面积减小。另外，贮液器54与左室48之间的流路面积增大，贮存器54与右室46之间的流路面积减小。液压泵52的工作液被供给到右室46，并允许左室48的工作液向贮液器54的流出。向齿条20施加向箭头α(参照图1)的方向的移动力，使左右前轮12、14向右方向转向。通过控制阀轴62的左方向的旋转，液压泵52与左室48之间的流路面积增大，液压泵52与右室46之间的流路面积减小。另外，贮液器54与右室46之间的流路面积增大，贮液器54与左室48之间的流路面积减小。液压泵52的工作液被供给到左室48，并允许右室46的工作液向贮液器54的流出。向齿条20施加与箭头α相反的方向的移动力，使左右前轮12、14向左方向转向。
在控制阀34中，控制阀轴62相对于旋转阀60的相对相位根据扭杆23的扭转而变化。因此，在控制阀34中，在施加于扭杆23的扭矩T与由控制阀34控制的液压之间，如下关系成立，即，在扭矩T的绝对值大的情况下，与扭矩T的绝对值小的情况相比，液压变高(即，由液压辅助机构24施加于转向轴20的轴向A的力变大)。另外，它们之间的关系即阀特性由控制阀轴62、旋转阀60的形状等决定。
在电动辅助机构26中，通过电动马达38，向扭杆23施加辅助驾驶员对方向盘10的操作的扭矩，但即使在未由驾驶员进行方向盘10的操作的情况下，也存在对扭杆23施加扭矩的情况。
另外，如图1所示，在本实施例中，电动辅助机构26设置在扭杆23的比齿轮箱22靠方向盘侧(可以称为上游侧)的部分，电动辅助机构26与液压辅助机构24串联设置。因此，通过电动马达38向扭杆23施加扭矩，通过液压辅助机构24向齿条20施加由与该通过电动马达38施加于扭杆23的扭矩相应的液压所产生的移动力。如此，通过电动辅助机构26和液压辅助机构24这两者的致动力，使齿条20移动，由此使左右前轮12、14转向。
转向辅助***包括以计算机为主体的转向ECU100。转向ECU100具有执行部、存储部、输入输出部等，在输入输出部连接有检测电动马达38的旋转角的旋转角传感器110、检测车辆的行驶速度的车速传感器112、设置于车辆的拍摄装置114、LTA(Lane TraceAssist)开关116等，并且连接有电动马达38等。
车速传感器112例如可以基于包括左右前轮12、14在内的4个轮的转速取得车速。
拍摄装置114例如可以包括：照相机118，对车辆的前方、前侧方进行拍摄；及照相机ECU120，对由照相机118拍摄到的图像进行处理。照相机ECU120以计算机为主体，如图6所示，根据照相机118的拍摄图像，决定位于本车辆(搭载有拍摄装置114的车辆，以下称为本车辆)V的两侧的划分线XR、XL，由此决定作为本车辆V行驶的车道的车道Y，并取得目标行驶线Z。另外，取得目标行驶线Z与本车辆V的相对位置关系(例如，可以用本车辆V的中心线CV与目标行驶线Z之间的距离即偏离量Dc表示)。目标行驶线Z例如可以设为穿过车道Y的中央的线。
LTA开关116是能够由驾驶员操作的开关，在许可LTA控制的情况下被进行开启操作。
在以上述方式构成的转向辅助***中，进行LTA控制。在本实施例中，LTA控制是以使本车辆V沿着目标行驶线Z行驶的方式进行的转向控制。在LTA控制中，例如，取得小齿轮28的目标旋转角(以下，有时称为目标小齿轮旋转角)Xr作为目标转向角，并以使小齿轮28的实际的旋转角接近目标小齿轮旋转角Xr的方式控制电动马达38，使得本车辆V可沿着由照相机ECU120取得的目标行驶线Z行驶，并且偏离量Dc变小。
齿条20随着小齿轮28的旋转而沿轴向A移动，由此使左右前轮12、14转向。如此，在小齿轮28的旋转角、齿条20的移动量、左右前轮12、14的转向角之间，预先设定的关系成立。因此，在本实施例中，取得目标小齿轮旋转角Xr，并基于小齿轮28的旋转角来控制电动马达38。
另外，通过电动马达38的控制，使左右前轮12、14自动转向。在进行LTA控制的情况下，驾驶员通常不进行方向盘10的旋转操作。因此，可以认为向扭杆23施加由电动马达38产生的扭矩，而不施加驾驶员对方向盘10的操作力。
但是，由于电动辅助机构26安装在扭杆23的上游侧，所以与电动马达38的旋转角相比，小齿轮28的旋转角减小扭杆23的扭转量。另外，在路面反作用力大而辅助机构27中的摩擦力大的情况下，与路面反作用力大而辅助机构27中的摩擦力小的情况相比，扭杆23的扭转角Xt变大。
因此，在本实施例中，基于路面反作用力和辅助机构27中的摩擦力推定扭杆23的扭转角Xt，将目标小齿轮旋转角Xr加上扭杆23的扭转角Xt所得的角度设为目标马达旋转角Xm(＝Xr+Xt)。以下，详细进行说明。
在本实施例中，通过电动辅助机构26和液压辅助机构24使齿条20沿轴向A、即车辆的宽度方向(左右方向)移动，由此使左右前轮12、14转向。由电动辅助机构26和液压辅助机构24施加于齿条20的轴向力F(施加于轴向A的力)是由电动辅助机构26施加的轴向力Fm与由液压辅助机构24(动力缸30)施加的轴向力Fp之和，
F＝Fm+Fp
在设定了电动马达38的旋转角Xa、小齿轮28的旋转角Xp、扭杆23的刚性Kt、比例常数Ag的情况下，轴向力Fm、Fp分别能够由下式表示。
Fm＝Kt*(Xa－Xp)
Fp＝Ag*Fm
上述刚性Kt为常数，但常数的值是根据车速V和小齿轮28的旋转角Xp决定的。另外，由于在施加于扭杆23的扭矩大的情况下，与施加于扭杆23的扭矩小的情况相比，动力缸30的液压变高，所以可以认为轴向力Fp成为与轴向力Fm成比例的值(将该情况下的比例常数设为Ag)。并且，汇总上式，如下式所示。
F＝Kt*(1+Ag)*(Xa－Xp)…(1)
另一方面，在设定了轮胎的刚性Ksat(左前轮12的轮胎的刚性与右前轮14的轮胎的刚性之和)的情况下，作用于左前轮12的轮胎与路面之间的左前轮路面反作用力与作用于右前轮14的轮胎与路面之间的右前轮路面反作用力之和即路面反作用力Fs成为由下式Fs＝Ksat*Xp…(2)所示的大小。轮胎的刚性Ksat为常数，但值由车速V决定。
并且，如图4概念性地所示，因为由辅助机构27施加的轴向力F同路面反作用力与在辅助机构27中产生的摩擦力f之和相平衡，因此可得到下式。
Kt*(1+Ag)*(Xa－Xp)＝Ksat*Xp±f…(3)
另外，通过对(3)式进行变形，可得到下式。
Xa＝Xp+X2+X3′…(4)
在(4)式中，第二项X2可以由下式表示：
X2＝Ksat*Xp/{Kt*(1+Ag)}
第三项X3'可以由下式表示：
X3′＝[±f/{Kt*(1+Ag)}]
在本实施例中，将第三项X3′乘以后述的位置关联值Dir(n)所得的值作为第三项X3来使用。
X3＝Dir(n)*X3′
并且，在(4)式中，通过将目标小齿轮旋转角Xr代入第一项Xp，能够取得电动马达38的旋转角Xa的目标值即目标马达旋转角Xm。
Xm＝Xr+X2+X3…(5)
在(5)式中，第二项X2与第三项X3之和(X2+X3)相当于扭杆23的扭转角Xt。
对第二项X2进行说明。
在(1)式中，辅助机构27的刚性Kt*(1+Ag)可以基于施加于齿条20的轴向力F或横向加速度αy取得。轴向力F由将横向加速度αy与轴重M相乘所得的值表示(F＝αy*M)，由于轴重M为预先设定的常数，所以可以认为轴向力F是基于横向加速度αy决定的。另外，横向加速度αy可以由将横摆率γ与车速V相乘所得的值(αy＝γ*V)表示，横摆率γ可以使用稳定系数Kh、车速V、小齿轮28的旋转角Xp、轴距L，由下式表示：
γ＝{1/(1+Kh*V2)}*(V/L)*Xp…(6)。
在(6)式中，由于稳定系数Kh、轴距L是预先设定的常数，所以通过代入由车速传感器112检测出的车速V和作为小齿轮28的旋转角Xp的目标小齿轮旋转角Xr，可得到横摆率γ。并且，通过将横摆率γ乘以车速V而得到横向加速度αy。取得在小齿轮28旋转了目标小齿轮转角Xr的情况下产生的横向加速度αy。
αy＝{1/(1+Kh*V2)}*(V/L)*V*Xr…(7)
并且，如图5所示，横向加速度αy与辅助机构27的刚性Kt*(1+Ag)之间的关系成为在横向加速度αy变大时刚性Kt*(1+Ag)曲线性地变大的关系。在本实施例中，预先存储有横向加速度αy与辅助机构27的刚性Kt*(1+Ag)之间的关系。在本实施例中，基于所取得的横向加速度αy和图5所示的关系，求出刚性Kt*(1+Ag)。
接着，取得轮胎的刚性Ksat。可以认为，分别施加于左前轮12和右前轮14的自位扭矩在左前轮12和右前轮14的滑移角(转向角)为设定角度以下的区域内，与滑移角大致成比例。另外，可以认为滑移角与小齿轮28的旋转角Xp成比例。因此，施加于左前轮12和右前轮14的自位扭矩SAT可以由式SAT＝Ksat*Xp表示。
另一方面，自位扭矩SAT在进行LTA控制的范围内(例如横向加速度αy<0.3G)，与横向加速度αy成比例，因此在设定了比例常数w的情况下，从式(6)可得到下式
SAT＝w*αy
Ksat*Xp＝w*{1/(1+Kh*V2)}*(V/L)*V*Xp…(8)。
根据(8)式，轮胎的刚性Ksat可以由下式表示。
Ksat＝w*{1/(1+Kh*V2)}*(V/L)*V…(9)
换言之，轮胎的刚性Ksat是自位扭矩SAT除以小齿轮28的旋转角Xp所得的值。即，轮胎的刚性Ksat是(8)式的两边分别除以小齿轮28的旋转角Xp所得的值，可以认为是横向加速度刚性αygain(横向加速度刚性表示横向加速度的产生难易度，是横向加速度αy除以小齿轮28的旋转角Xp所得的值)乘以比例常数w所得的值。另外，如上所述，横向加速度刚性αygain是通过横摆率刚性γgain乘以车速V而得到的值，在设定了稳定系数Kh、车速V、轴距L的情况下，横摆率刚性γgain可以由下式表示。
γgain＝{1/(1+Kh*V2)}*(V/L)
并且，通过将横摆率刚性γgain乘以车速V，横向加速度刚性αygain如下式所示那样被取得，
αygain＝{1/(1+Kh*V2)}*(V/L)*V
通过将横向加速度刚性αygain乘以比例常数w，可得到轮胎的刚性Ksat。
Ksat＝w*{1/(1+Kh*V2)}*(V/L)*V…(10)
上式(10)与式(9)是相同的。
接着，对第三项X3进行说明。
摩擦力f使用预先测定的测定值(实验值)。第三项X3可以认为是目标马达旋转角Xm中的、严格来说是扭杆23的扭转角中的摩擦力的贡献量。
假设使用了X3′的情况下，摩擦力的符号(+、－)根据齿条20的移动方向而反转，但由于摩擦力为常数，所以如果符号反转，则目标马达旋转角改变与摩擦力相当的量，存在产生振荡的情况。因此，在本实施例中，通过使用X3′乘以位置关联值Dir(n)所得的值X3，从而使第三项的变化平缓。
位置关联值Dir(n)是基于小齿轮28的旋转角即目标小齿轮旋转角Xr的积分值决定的值，将增益设为Ga，成为由下式表示的值。
Dir(n)＝Dir(n－1)+Ga*ΔXr(n)…(11)
其中，ΔXr(n)＝Xr(n)－Xr(n－1)
另外，位置关联值Dir(n)是－1与+1之间的值，被下限值－1和上限值1限制。
另一方面，在保舵状态即目标小齿轮旋转角Xr的变化量的绝对值|ΔXr(n)|＝|Xr(n)－Xr(n－1)|大致为0的状态持续了设定时间以上的状态下，在电动马达38的旋转角中包含第三项量的情况下，有时会在直行行驶中产生偏移，驾驶员会感到不适。另外，在保舵状态下，在进行了切换的情况下(在目标小齿轮旋转角Xr的变化的方向与达到保舵状态之前的变化的方向相反的情况下)，会产生延迟。因此，在本实施例中，在检测出为保舵状态的情况下，位置关联值Dir的绝对值逐渐减小直至为0。其结果，能够使第三项X3的绝对值逐渐接近0。
如以上那样，通过将各个值代入第二项X2、第三项X3，并将第二项X2和第三项X3相加，由此取得扭杆23的扭转角Xt，通过将第一项Xr加上扭杆23的扭转角Xt，从而取得目标马达旋转角Xm。使电动马达38旋转目标马达旋转角Xm，由此使小齿轮28旋转，使齿条20移动，进而使左右前轮12、14转向。由此，本车辆能够沿着目标行驶线行驶。
由图7的流程图表示的LTA控制程序每隔预先设定的设定时间在转向ECU100中执行。
在步骤1(以下，简称为S1)中，读入表示从照相机ECU120供给的目标行驶线Z、偏离量Dc等的信息等。在S2中，判定是否许可了LTA控制。例如，在处于进行了LTA开关116的开启操作的状态的情况下，判定为处于许可了LTA控制的状态。此外，在未图示的方向指示开关为关闭、车速V为设定速度以上等成立的情况下，能够判定为处于许可了LTA控制的状态。
在许可了LTA控制的情况下，在S3中，基于目标行驶线Z、偏离量Dc等取得目标小齿轮旋转角Xr，在S4中，控制电动马达38。
由图8的例程来表示S4的执行。
在S21中，取得辅助机构27(电动辅助机构26及液压辅助机构24)整体的刚性Kt*(1+Ag)，在S22中，取得轮胎的刚性Ksat，在S23中，取得第二项X2，X2＝[Ksat/{Kt*(1+Ag)}]*Xr。第二项X2的值通过将整体的刚性Kt*(1+Ag)与轮胎的刚性Ksat的比率乘以目标小齿轮旋转角Xr而取得。
在S24中取得目标小齿轮旋转角Xr的变化值ΔXr(n)，在S25中取得位置关联值Dir(n)。关于位置关联值Dir(n)，将在后面叙述。在S26中，根据下式取得第三项X3。
X3＝[±Dir(n)*f/{Kt*(1+Ag)}]
在S27中，取得扭杆23的扭转角Xt即第二项X2与第三项X3之和，在S28中，取得目标马达旋转角Xm。在S29中，控制向电动马达38的供给电流，以使电动马达38的实际的旋转角接近目标马达旋转角Xm。
根据图9的流程图取得位置关联值Dir(n)。
在S41、42中，判定是否处于保舵状态。具体而言，在S41中，判定在S24中所取得的目标小齿轮旋转角Xr的变化值ΔXr(n)的绝对值是否小于设定值δ。设定值δ是可以判定为驾驶员未进行转向操作的值。在S42中，对S41的判定为“是”的次数是否连续并成为设定次数以上进行判定。在S42的判定为“是”的情况下，判定为是保舵状态，但在S41、42的任一判定为“否”的情况下，判定为不是保舵状态。
在不是保舵状态的情况下，在S43中，根据(10)式取得临时位置关联值Dir(n)*，在S44、45中，判定临时位置关联值Dir(n)*是否大于1及是否小于－1。在S44、45的两个判定结果均为“否”的情况下，在S46中，将本次的位置关联值Dir(n)设为根据(10)式取得的临时位置关联值Dir(n)*，即，设为－1以上且1以下的值。与此相对，在S44的判定为“是”的情况下，在S47中将本次的位置关联值Dir(n)设为1，在S45的判定为“是”的情况下，在S48中将本次的位置关联值Dir(n)设为－1。
在为保舵状态的情况下，在S49中，判定前次的位置关联值Dir(n－1)的绝对值是否大致为0。在判定为“否”的情况下，在S50中，判定前次的位置关联值Dir(n－1)是否大于0，即判定符号是正还是负。在为正值的情况下，在S51中，本次的位置关联值Dir(n)不按照(10)式进行运算，而是设为比前次的位置关联值Dir(n－1)减小了设定值β的值。本次的位置关联值Dir(n)被设为绝对值比前次的位置关联值Dir(n－1)小的值，从而接近0。
在S50的判定为“否”、符号为负的情况下，在S52中，本次的位置关联值Dir(n)被设为比前次的位置关联值Dir(n－1)增大了设定值β的值。本次的位置关联值Dir(n)被设为绝对值比前次的位置关联值Dir(n－1)小的值，从而接近0。设定值β为比较小的值，被设为用于使绝对值为1以下的值接近0的大小。
与此相对，在S49的判定为“是”的情况下，在S53中，将本次的位置关联值Dir(n)设为0。在处于保舵状态、通过反复执行S41～52使位置关联值Dir(n)接近0从而S49的判定为“是”的情况下，或者在S49最初被执行时前次的位置关联值Dir(n－1)为0附近的值的情况下，在S53中，将本次的位置关联值Dir(n)设为0。由此，第三项X3被设为0。
图10示出了在本实施例的LTA控制中所取得的目标小齿轮旋转角Xr、第二项X2、第三项X3、目标马达旋转角Xm。如图10所示，目标马达旋转角Xm被决定为绝对值比LTA控制中的目标小齿轮旋转角Xr增大了扭杆23的扭转角Xt的值。如此，由于考虑到不对齿条20的移动作出贡献的电动马达38的旋转角对电动马达38进行控制，所以能够使小齿轮28的实际的旋转角接近目标小齿轮旋转角Xr，由此能够高精度地控制左右前轮12、14的转向角。
另外，通过使用位置关联值Dir(n)，能够抑制目标小齿轮旋转角Xr的变化，由此不易产生振荡。而且，虽然在时间t1检测出处于保舵状态，但此后，第三项X3逐渐减小，在时间t2成为0，从而目标马达旋转角Xm变成与目标小齿轮旋转角Xr大致相同的值。其结果，能够抑制切换时的延迟等。
如上所述，在本实施例中，通过转向ECU100的存储由图7的流程图表示的LTA控制程序的部分和执行该程序的部分等构成电动马达控制装置。其中，通过存储S27的部分和执行S27的部分等构成扭转角取得部，通过存储S3的部分和执行S3的部分等构成目标小齿轮旋转角决定部，通过存储S28的部分和执行S28的部分等构成目标马达旋转角决定部。此外，通过存储S22、23的部分和执行S22、23的部分等构成路面反作用力取得部，通过存储S29的部分和执行S29的部分等构成供给电流控制部。另外，右侧车轮对应于右前轮，左侧车轮对应于左前轮。
另外，在电动辅助机构26中，电动马达38为带减速器的电动马达，虽然存在电动马达38的转度被减速器减速而施加于扭杆23的情况，但在该情况下，扭杆23会因带减速器的电动马达38的输出轴的转速与小齿轮28的转速之差而扭转。通过目标小齿轮旋转角Xr加上扭杆23的扭转角，由此取得作为带减速器的电动马达38的目标转速的目标马达旋转角Xm。
另外，使用位置关联值Dir(n)不是不可缺少的，例如，可以代替位置关联值Dir(n)，使用对目标小齿轮旋转角进行微分并通过低通滤波器进行处理之后利用下限值－1和上限值1施加限制而取得的值。
而且，在上述实施例中，LTA控制的方式只不过是一例，例如，作为LTA控制，可以进行使左右前轮12、14转向以使本车辆V不会从车道Y偏出的控制。
另外，Ksat*Xr的值只要是与路面反作用力对应的值即可，例如可以设为横向力Fy。横向力Fy可以将横向加速度αy乘以轴重M而求出。
Fy＝αy*M
此外，本发明能够以基于本领域技术人员的知识施以变更、改良的各种方式来实施。
附图标记说明
20：齿条22：齿轮箱23：扭杆24：液压辅助装置26：电动辅助装置28：小齿轮30：动力缸38：电动马达100：转向ECU 110：旋转角传感器112：车速传感器114：拍摄装置。
可申请发明
下面，对可申请发明进行说明。
(1)一种转向***，通过使转向轴移动而使左侧车轮与右侧车轮转向，所述转向轴连结车辆的所述左侧车轮与所述右侧车轮并经由转向齿轮箱而与扭杆卡合，所述转向***包括：转向机构，具备电动转向机构和液压转向机构，所述电动转向机构具备使所述扭杆的比所述转向齿轮箱靠上游侧的部分旋转的电动马达，所述液压转向机构向所述转向轴施加由液压产生的轴向的移动力；及电动马达控制装置，基于所述转向机构中的摩擦力和作用于所述左侧车轮的轮胎及所述右侧车轮的轮胎与路面之间的路面反作用力来控制所述电动马达。
作用于左侧车轮的轮胎和右侧车轮的轮胎与路面之间的路面反作用力为作用于左侧车轮的轮胎与路面之间的左侧车轮路面反作用力与作用于右侧车轮的轮胎与路面之间的右侧车轮路面反作用力之和。
(2)根据(1)项所述的转向***，其中，所述电动马达控制装置具备基于所述转向机构中的摩擦力和所述路面反作用力来取得所述扭杆的扭转角的扭转角取得部，所述电动马达控制装置基于由所述扭转角取得部所取得的所述扭杆的扭转角来控制所述电动马达。
(3)根据(2)项所述的转向***，其中，齿轮箱具备齿轮齿条机构，所述扭杆与小齿轮以能够一体地旋转的方式连结，所述小齿轮在所述齿轮箱中与作为所述转向轴的齿条的齿部啮合，所述电动马达控制装置包括：目标小齿轮旋转角决定部，基于所述车辆的状态来决定所述小齿轮的目标旋转角即目标小齿轮旋转角；电流控制部，控制向所述电动马达供给的供给电流，以使所述电动马达的实际的旋转角接近所述电动马达的目标旋转角即目标马达旋转角；及目标马达旋转角决定部，将所述目标马达旋转角决定为由所述目标小齿轮旋转角决定部所决定的所述目标小齿轮旋转角加上由所述扭转角取得部所取得的所述扭杆的扭转角所得的值。
目标小齿轮旋转角例如可以设为基于车辆的行驶状态通过行驶辅助程序的执行而决定的值，或者设为基于驾驶员对转向操作部件的操作状态而决定的值等。
(4)根据(3)项所述的转向***，其中，所述电动马达控制装置包括路面反作用力取得部，该路面反作用力取得部基于所述转向机构的刚性、作为所述左侧车轮的轮胎的刚性与所述右侧车轮的轮胎的刚性之和的轮胎的刚性及由所述目标小齿轮旋转角决定部所决定的所述目标小齿轮旋转角，取得使所述小齿轮旋转了由所述目标小齿轮旋转角决定部所决定的所述目标小齿轮旋转角的情况下的所述路面反作用力。
(5)根据(4)项所述的转向***，其中，所述路面反作用力取得部包括：第一刚性取得部，基于施加于所述转向轴的轴向的力即轴向力而取得所述转向机构的刚性；及第二刚性取得部，基于作用于所述车辆的横向加速度刚性而取得所述轮胎的刚性。
(6)根据(3)项至(5)项中任一项所述的转向***，其中，所述电动马达控制装置在由所述目标小齿轮旋转角决定部所决定的所述目标小齿轮旋转角的变化小的情况下，与所述目标小齿轮旋转角的变化大的情况相比使所述转向机构的摩擦力对所述扭杆的扭转角的贡献量减小。
(7)根据(6)项所述的转向***，其中，所述电动马达控制装置包括：扭转角贡献量运算部，基于将所述摩擦力乘以与所述齿条的位置相关的值即位置关联值所得的值而取得所述贡献量；及位置关联值取得部，将所述位置关联值设定为通过对所述目标小齿轮旋转角的变化进行累计而取得的且被限制为－1以上且1以下的值。
(8)根据(6)项或(7)项所述的转向***，其中，在由所述目标小齿轮旋转角决定部所决定的所述目标小齿轮旋转角的变化量的绝对值为设定值以下的状态持续了设定时间以上的情况下，所述电动马达控制装置使所述贡献量减小。
在保舵状态即目标小齿轮旋转角为大致恒定的状态持续了设定时间以上的情况下，可以将摩擦力的贡献量设为0，或者使摩擦力的贡献量逐渐减小等。
(9)根据(3)项至(8)项中任一项所述的转向***，其中，所述目标马达旋转角决定部根据式子Xm＝Xr+(Ksat*Xr)/[Kt*(1+Ag)]－[±f/[Kt*(1+Ag)]]来决定所述目标马达旋转角Xm，其中，Xr为所述目标小齿轮旋转角，Ksat为所述左侧车轮的轮胎的刚性与所述右侧车轮的轮胎的刚性之和，Kt为所述转向机构的刚性，f为所述转向机构的摩擦力。
上式中的(Ksat*Xr)/[Kt*(1+Ag)]－[±f/[Kt*(1+Ag)]]对应于扭杆的扭转角。
(10)根据(1)项至(9)项中任一项所述的转向***，其中，所述转向机构为自动转向机构，不通过转向操作部件的操作，而是通过使所述转向轴沿轴向移动而使所述左侧车轮和上述右侧车轮转向，所述电动马达控制装置包括自动转向控制部，该自动转向控制部通过控制作为所述转向机构的构成要素的所述电动马达，而自动地控制所述左侧车轮与所述右侧车轮的转向角。
辅助机构27是自动转向机构的一例。此外，作为由自动转向控制部进行的自动转向控制，例如相当于LTA控制等。
(11)一种转向***，通过使转向轴移动而使左侧车轮与右侧车轮转向，所述转向轴连结所述左侧车轮与所述右侧车轮并经由转向齿轮箱而与扭杆卡合，所述转向***包括：电动转向机构，具备使所述扭杆的比所述转向齿轮箱靠上游侧的部分旋转的电动马达；及电动马达控制装置，基于所述扭杆的扭转角来控制所述电动马达。
本项所述的转向***可以采用(1)项至(10)项中任一项所述的技术特征。

Claims (8)

1.一种转向***，通过使转向轴移动而使左侧车轮与右侧车轮转向，所述转向轴连结车辆的所述左侧车轮与所述右侧车轮并经由转向齿轮箱而与扭杆卡合，
所述转向***包括：
转向机构，具备电动转向机构和液压转向机构，所述电动转向机构具备使所述扭杆的比所述转向齿轮箱靠上游侧的部分旋转的电动马达，所述液压转向机构向所述转向轴施加由液压产生的轴向的移动力；及
电动马达控制装置，基于所述转向机构中的摩擦力和作用于所述左侧车轮的轮胎及所述右侧车轮的轮胎与路面之间的路面反作用力来控制所述电动马达。
2.根据权利要求1所述的转向***，其中，
所述电动马达控制装置具备基于所述转向机构中的摩擦力和所述路面反作用力而取得所述扭杆的扭转角的扭转角取得部，并基于由所述扭转角取得部所取得的所述扭杆的扭转角来控制所述电动马达。
3.根据权利要求2所述的转向***，其中，
齿轮箱具备齿轮齿条机构，
所述扭杆与小齿轮以能够一体地旋转的方式连结，
所述小齿轮在所述齿轮箱中与作为所述转向轴的齿条的齿部啮合，
所述电动马达控制装置包括：
目标小齿轮旋转角决定部，基于所述车辆的状态来决定所述小齿轮的目标旋转角即目标小齿轮旋转角；
电流控制部，控制向所述电动马达供给的供给电流，以使所述电动马达的实际的旋转角接近所述电动马达的目标旋转角即目标马达旋转角；及
目标马达旋转角决定部，将所述目标马达旋转角决定为由所述目标小齿轮旋转角决定部所决定的所述目标小齿轮旋转角加上由所述扭转角取得部所取得的所述扭杆的扭转角所得的值。
4.根据权利要求3所述的转向***，其中，
所述电动马达控制装置包括路面反作用力取得部，该路面反作用力取得部基于所述转向机构的刚性、作为所述左侧车轮的轮胎的刚性与所述右侧车轮的轮胎的刚性之和的轮胎的刚性及由所述目标小齿轮旋转角决定部所决定的所述目标小齿轮旋转角，取得使所述小齿轮旋转了由所述目标小齿轮旋转角决定部所决定的所述目标小齿轮旋转角的情况下的所述路面反作用力。
5.根据权利要求3或4所述的转向***，其中，
所述电动马达控制装置在由所述目标小齿轮旋转角决定部所决定的所述目标小齿轮旋转角的变化小的情况下，与所述目标小齿轮旋转角的变化大的情况相比使所述转向机构的摩擦力对所述扭杆的扭转角的贡献量减小。
6.根据权利要求5所述的转向***，其中，
在由所述目标小齿轮旋转角决定部所决定的所述目标小齿轮旋转角的变化量的绝对值为设定值以下的状态持续了设定时间以上的情况下，所述电动马达控制装置使所述贡献量减小。
7.根据权利要求3～6中任一项所述的转向***，其中，
所述目标马达旋转角决定部根据式子Xm＝Xr+(Ksat*Xr)/[Kt*(1+Ag)]－[±f/[Kt*(1+Ag)]]来决定所述目标马达旋转角(Xm)，
其中，Xr为所述目标小齿轮旋转角，Ksat为所述左侧车轮的轮胎的刚性与所述右侧车轮的轮胎的刚性之和即轮胎的刚性，Kt为所述转向机构的刚性，f为所述转向机构的摩擦力。
8.一种转向***，通过使转向轴移动而使左侧车轮与右侧车轮转向，所述转向轴连结所述左侧车轮与所述右侧车轮并经由转向齿轮箱而与扭杆卡合，
所述转向***包括：
电动转向机构，具备使所述扭杆的比所述转向齿轮箱靠上游侧的部分旋转的电动马达；及
电动马达控制装置，基于所述扭杆的扭转角来控制所述电动马达。
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