CN114080345A - 转向装置 - Google Patents
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Abstract
转向装置具有：马达，其辅助或驱动转向；以及控制部，其控制所述马达，所述控制部接收与多个驾驶辅助功能相关的转向请求，从存在所述转向请求的所述驾驶辅助功能中选择同时动作的所述驾驶辅助功能，按选择出的所述驾驶辅助功能计算针对所述马达的指令值，基于所述选择出的所述驾驶辅助功能的组合来调整所述指令值，使用所述调整后的指令值来计算针对所述马达的最终指令值。
Description
技术领域
本发明涉及动力转向装置等转向装置。
本申请根据2020年4月21日申请的日本特愿2020-075728号来主张优先权，在此引用其内容。
背景技术
动力转向装置除了通过马达动力来减轻驾驶员的负荷的操舵辅助功能之外，还具有行驶轨道收敛性控制、自对准转矩补偿等多个操舵感提高功能。
近年来，开发了具有停车辅助、车道维持辅助、拥堵驾驶辅助等自动驾驶功能的车辆。搭载于具有自动驾驶功能的车辆的动力转向装置需要使操舵感提高功能、自动驾驶功能等驾驶辅助功能不干扰地进行动作。
专利文献1所记载的转向***控制装置根据驾驶状况，基于优先级对面向转向***的转向请求进行仲裁。专利文献1所记载的转向***控制装置在同时请求了多个驾驶辅助功能的情况下，基于优先级来选择任一个驾驶辅助功能来进行启动。
现有技术文献
专利文献1：美国专利第8406956号说明书
发明内容
发明要解决的课题
但是，专利文献1所记载的转向***控制装置能够基于优先级来仲裁多个驾驶辅助功能而使其排他性地进行动作，但无法使能够同时动作的多个驾驶辅助功能协调地进行动作。
鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种能够使多个驾驶辅助功能协调地进行动作的转向装置。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明提出了以下的手段。
本发明的第一方式的转向装置具有：马达，其辅助或驱动转向；以及控制部，其控制所述马达，所述控制部接收与多个驾驶辅助功能相关的转向请求，从存在所述转向请求的所述驾驶辅助功能中选择同时动作的所述驾驶辅助功能，按选择出的所述驾驶辅助功能计算针对所述马达的指令值，基于所述选择出的所述驾驶辅助功能的组合来调整所述指令值，使用调整后的所述指令值来计算针对所述马达的最终指令值。
发明效果
根据本发明的转向装置，能够使多个驾驶辅助功能协调地进行动作。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的动力转向装置的结构的示意图。
图2是表示该动力转向装置的ECU的结构的框图。
图3是表示该ECU的控制部的结构的框图。
图4是该控制部的功能框图。
图5是作为该控制部的一功能的驾驶辅助子***的功能框图。
图6是作为该控制部的一功能的仲裁模块的功能框图。
图7是表示作为该控制部的一功能的优先级判定模块的输入输出的图。
图8是表示作为该控制部的一功能的启动可否判定模块的输入输出的图。
图9是表示作为该控制部的一功能的指令值调整模块的输入输出的图。
图10是接收到转向请求(SR1、SR2、SR3)的该控制部的控制流程图。
图11是接收到基本转向请求的该控制部的功能框图。
图12是指令值调整模块基于本发明的第二实施方式的动力转向装置的驾驶辅助子***PA输出的指令值而输出的指令值调整量。
图13是指令值调整模块基于该动力转向装置的驾驶辅助子***LKA输出的指令值而输出的指令值调整量。
图14是指令值调整模块基于该动力转向装置的驾驶辅助子***TJA输出的指令值而输出的指令值调整量。
具体实施方式
(第一实施方式)
参照图1～图11对本发明的第一实施方式进行说明。
图1是表示本实施方式的动力转向装置200的结构的示意图。动力转向装置200是在柱部(转向轴)配置有电动马达和减速机构的柱辅助式电动动力转向装置。
[动力转向装置(转向装置)200]
如图1所示，动力转向装置(转向装置)200具有：用于使车辆转向的操舵部件即方向盘1、与方向盘1的旋转联动地对转向车轮进行转舵的转舵机构2、以及辅助驾驶员的操舵的操舵辅助机构3。
转舵机构2具有：与方向盘1连结的转向轴(柱轴、方向盘轴)20、检测方向盘1的舵角的舵角传感器20a、万向接头24、中间轴25、小齿轮齿条机构26、横拉杆27a、27b以及轮毂单元28a、28b。
转向轴20经由万向接头24、中间轴25、小齿轮齿条机构26、横拉杆27a、27b，进而经由轮毂单元28a、28b与转向车轮连结。在转向轴20设置有转矩传感器29。转矩传感器29用于计算操舵转矩(转向转矩steering torque)Ts。
小齿轮齿条机构26具有未图示的小齿轮和齿条。
小齿轮与中间轴25连结，与中间轴25的旋转联动地旋转。
齿条沿着汽车的左右方向(与直行方向正交的方向)呈直线状延伸。齿条在齿条的轴向的中间部附近与小齿轮啮合。小齿轮和齿条将小齿轮的旋转转换为齿条的轴向移动。通过使齿条在轴向上移动，转向车轮进行转舵。
若由驾驶员对方向盘1进行操舵(旋转)，则方向盘1的旋转经由转向轴20以及中间轴25传递至小齿轮。并且，小齿轮的旋转转换为齿条的轴向移动。与小齿轮齿条机构26的两端部连结的横拉杆27a、27b以及轮毂单元28a、28b在齿条的轴向上移动，对与轮毂单元28a、28b连结的转向车轮进行转舵。
如图1所示，操舵辅助机构3具有：电动马达30、减速机构31、检测车速的车速传感器32以及ECU(控制单元)33。
电动马达30是辅助方向盘1的操舵力的电动马达，例如是三相无刷马达。电动马达30经由减速机构31与转向轴20连结。
减速机构31由具有蜗杆31a和与蜗杆31a啮合的蜗轮31b的蜗杆齿轮机构构成。蜗杆31a被电动马达30旋转驱动。另外，蜗轮31b以能够一体旋转的方式与转向轴20连结。蜗轮31b被蜗杆31a旋转驱动。
车速传感器32是检测车速Vel的传感器。车速传感器32将检测出的车速Vel输出给ECU33。
图2是表示ECU33的结构的框图。
如图2所示，ECU(控制单元)33具有控制部34和马达驱动电路35。
图3是表示控制部34的结构的框图。
如图3所示，控制部34是具有CPU(Central Processing Unit)36、存储器37、存储部38以及输入输出控制部39的能够执行程序的装置(计算机)。通过执行规定的程序，作为后述的马达控制模块120等多个功能块发挥功能。此外，也可以由专用的逻辑电路等构成控制部34的至少一部分的功能。
存储部38是存储上述的程序、必要的数据的非易失性的记录介质。存储部38例如由ROM、硬盘等构成。记录在存储部38中的程序被读入到存储器37中，由CPU36来执行。
输入输出控制部39受理来自车速传感器32、电动马达30的旋转角传感器等、外部车辆***等的输入数据。另外，输入输出控制部39在CPU36控制车速传感器32、电动马达30时，基于CPU36的指示，生成针对车速传感器32、电动马达30的控制信号等。
马达驱动电路35是驱动电动马达30的变换器(inverter)等。马达驱动电路35例如使用FET(场效应晶体管)作为驱动元件，由FET的桥电路构成。另外，马达驱动电路35具有马达电流的检测电路。
图4是控制部34的功能框图。
控制部34接收与多个驾驶辅助功能相关的转向请求。所谓转向请求是舵角、操舵转矩等与转向相关的控制请求。控制部34接收与操舵辅助功能相关的基本转向请求SR0、与属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能相关的第一转向请求SR1、与属于操舵感提高功能组(第二功能组)的功能相关的第二转向请求SR2、以及与其他功能相关的第三转向请求SR3。
控制部34接收转向请求和关联的参数。参数涉及与转向请求对应的功能，例如是目标舵角、追加转矩量、车速、车轮速、操舵角、操舵角速度、转向振动模式、驾驶模式等。
控制部34的功能块具有：接收基本转向请求SR0以外的转向请求(SR1、SR2、SR3)的驾驶辅助子***100、仲裁模块110以及马达控制模块120。基本转向请求SR0由马达控制模块120直接接收。
操舵辅助功能是辅助操纵者的操舵的动力转向装置200的基本功能。接收到操舵辅助功能的转向请求的控制部34基于由转矩传感器29检测出的操舵转矩Ts、由车速传感器32检测出的车速Vel来计算辅助(操舵辅助)指令的电流指令值，进而计算实施了补偿等的电压指令值，从而控制驱动电动马达30的变换器。
自动驾驶功能组(第一功能组)例如包含停车辅助功能(Parking Assist)、车道维持辅助功能(Lane Keep Assist)、拥堵驾驶辅助功能(Traffic Jam Assist)等。与属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能(第一驾驶辅助功能)相关的转向请求SR1是这些自动驾驶功能的转向请求。
操舵感提高功能组(第二功能组)例如包含驾驶模式切换功能(Change DriveMode)、倾斜道路行驶时补偿功能(Banked Road Compensation)、行驶轨道收敛性控制功能(Drive Route Convergence Control)、自对准转矩补偿(Self Alignment TorqueCompensation)等。与属于操舵感提高功能组(第二功能组)的功能(第二驾驶辅助功能)相关的转向请求SR2是这些操舵感提高功能的转向请求。驾驶模式切换功能是准备多个相对于操舵转矩的操舵辅助指令的大小不同的设定，切换操舵感的功能。倾斜道路行驶时补偿功能是输出操舵辅助力的功能，所述操舵辅助力用于减轻为了排水而在倾斜道路(斜面)直行行驶时的驾驶员的方向盘保持力(负荷)。行驶轨道收敛性控制功能输出用于进行车辆的横摆率(yaw rate)的收敛的阻尼补偿(damping compensation)值，确保车辆稳定性。自对准转矩补偿调整来自轮胎的自动回正转矩(self-aligning torque)的操舵反作用力，使操舵感提高。
其他功能(第三功能组)例如是车道偏离警报功能(Lane Departure Warning)等，是不属于操舵辅助功能、自动驾驶功能组(第一功能组)以及操舵感提高功能组(第二功能组)的转向操作功能。在本实施方式中，与其他功能(第三功能组)相关的第三转向请求SR3是车道脱离警报功能(Lane Departure Warning)的转向请求。
[驾驶辅助子***100]
驾驶辅助子***100接收基本转向请求SR0以外的转向请求(SR1、SR2、SR3)，将接收到的转向请求转换为针对电动马达30的指令值，输出给马达控制模块120。所谓针对电动马达30的指令值是电流指令值、操舵转矩、舵角、规定功能的有效化指令等。
驾驶辅助子***100按功能(自动驾驶功能组的功能、操舵感提高功能组的功能、其他功能)独立地设置。在本实施方式中，按表1所示的8个功能设置驾驶辅助子***100。将每个功能的驾驶辅助子***100的名称记载在表1中。
[表1]
图5是驾驶辅助子***100的功能框图。
驾驶辅助子***100具有：启动判定模块101、驾驶辅助模块102和指令值输出模块103。
启动判定模块101根据从外部车辆***等接收到的转向请求、参数来判定是否需要使驾驶辅助子***100启动。启动判定模块101在判定为需要使驾驶辅助子***100动作的情况下，进一步向仲裁模块110询问驾驶辅助子***100可否启动，判定是否能够启动。在判断为仲裁模块110能够启动的情况下，启动判定模块101启动驾驶辅助模块102。
驾驶辅助模块102执行分配给驾驶辅助子***100的功能。驾驶辅助模块102基于驾驶辅助功能计算并输出针对电动马达30的指令值。指令值被输送到指令值输出模块103和仲裁模块110。
指令值输出模块103基于从仲裁模块110指示的指令值调整量(增益、增益变化速度)，调整并输出驾驶辅助模块102计算出的针对电动马达30的指令值。例如，在指示的增益为“50％”的情况下，指令值输出模块103将驾驶辅助模块102计算出的针对电动马达30的指令值调整为50％并输出。
在本实施方式中，不从仲裁模块110对属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能的驾驶辅助子***100(驾驶辅助子***PA、LKA、TJA)指示指令值调整量。
指令值输出模块103还可以具有：限幅模块，其执行限制处理，以使针对电动马达30的指令值或指令值的变化速度收敛于安全范围；渐变模块，其使动作开始时或动作结束时指令值不会急剧变化地以指定的变化速度进行变化。
[仲裁模块110]
图6是仲裁模块110的功能框图。
仲裁模块110具有：优先级判定模块111、启动可否判定模块112和指令值调整模块113。
[优先级判定模块111]
优先级判定模块111在规定期间从多个驾驶辅助子***100新受理了启动请求的情况下，判定成为能够启动候补的驾驶辅助子***100。
图7是表示优先级判定模块111的输入输出的图。
优先级判定模块111的输入是来自多个驾驶辅助子***100的启动请求。优先级判定模块111的输出是被判定为能够启动的驾驶辅助子***100。
优先级判定模块111基于表2所示的优先级表来判定成为能够启动候补的驾驶辅助子***100。具有数字较小的优先级的驾驶辅助子***100具有较高的优先级。在本实施方式中，驾驶辅助子***TJA具有最高的优先级。
[表2]
| 驾驶辅助子***100 | 优先级 |
| 驾驶辅助子***PA | 3 |
| 驾驶辅助子***LKA | 2 |
| 驾驶辅助子***TJA | 1 |
| 驾驶辅助子***CDM | - |
| 驾驶辅助子***BRC | - |
| 驾驶辅助子***DRCC | - |
| 驾驶辅助子***SATC | - |
| 驾驶辅助子***LDW | - |
优先级判定模块111在规定期间从多个驾驶辅助子***100新受理了启动请求的情况下，从具有优先级的驾驶辅助子***100中将优先级最高的驾驶辅助子***100判定为能够启动候补。
例如，优先级判定模块111在规定期间从驾驶辅助子***TJA和驾驶辅助子***LKA新受理了启动请求的情况下，将优先级高的驾驶辅助子***TJA判定为能够启动候补。
属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能的驾驶辅助子***100(驾驶辅助子***PA、LKA、TJA)具有优先级，由优先级判定模块111排他地选择为能够启动候补。
不具有优先级的驾驶辅助子***100不是基于优先级的能够启动候补判定的对象。优先级判定模块111在从不具有优先级的驾驶辅助子***100新受理了启动请求的情况下，将该驾驶辅助子***100始终判定为能够启动候补。因此，优先级判定模块111判定的能够启动候补有时为多个驾驶辅助子***100。
属于操舵感提高功能组(第二功能组)的功能的驾驶辅助子***100(驾驶辅助子***CDM、BRC、DRCC、SATC)和属于其他功能(第三功能组)的功能的驾驶辅助子***100(驾驶辅助子***LDW)不具有优先权，不是基于优先级的能够启动候补判定的对象。在从属于操舵感提高功能组(第二功能组)以及其他功能(第三功能组)的功能的驾驶辅助子***100新受理了启动请求的情况下，将该驾驶辅助子***100始终判定为能够启动候补。
[启动可否判定模块112]
启动可否判定模块112针对由优先级判定模块111判定为能够启动候补的驾驶辅助子***100，还考虑其他驾驶辅助子***100的动作状况来判定是否能够启动。所谓驾驶辅助子***100的动作状况是“动作中”和“停止中”中的任一个。
图8是表示启动可否判定模块112的输入输出的图。
启动可否判定模块112的输入是所有驾驶辅助子***100的动作状况(输入1)、和作为优先级判定模块111的输出的判定为能够启动的驾驶辅助子***100(输入2)。启动可否判定模块112的输出是判定为能够启动的驾驶辅助子***100的启动可否。
启动可否判定模块112基于表3所示的启动可否判定表来判定能够启动的驾驶辅助子***100。在表3中，“可”表示驾驶辅助子***100能够启动。“不可”表示驾驶辅助子***100不可启动。“-”表示已经处于动作中的驾驶辅助子***100，不判定启动可否。
[表3]
启动可否判定表具有与所有驾驶辅助子***100的动作状况(输入1)的组合对应的条目。在本实施方式中，驾驶辅助子***100是8种，因此，启动可否判定表具有256个条目。基于所有驾驶辅助子***100的动作状况(输入1)，选择任一个条目。
启动可否判定表按条目具有驾驶辅助子***100的启动可否(输出)。选择并输出与判定为能够启动的驾驶辅助子***100(输入2)对应的启动可否。由启动可否确定模块112判定出的启动可否被发送到启动判定模块101。
例如，在表3的条目编号2所示的驾驶辅助子***100的动作状况(输入1)中，在作为输入2而输入了驾驶辅助子***TJA、SATC、LDW的情况下，基于启动可否判定表，输出针对驾驶辅助子***TJA的启动可否“可”、针对驾驶辅助子***SATC的启动可否“可”、针对驾驶辅助子***LDW的启动可否“可”。
例如，在表3的条目编号4所示的驾驶辅助子***100的动作状况(输入1)中，在作为输入2而输入了驾驶辅助子***TJA、SATC、LDW的情况下，基于启动可否判定表，输出针对驾驶辅助子***TJA的启动可否“不可”、针对驾驶辅助子***SATC的启动可否“可”、针对驾驶辅助子***LDW的启动可否“可”。
在属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能的驾驶辅助子***100(驾驶辅助子***PA、LKA、TJA)的动作状况为“动作中”的情况下，针对属于自动驾驶功能组(第一功能组)的其他功能的驾驶辅助子***100的启动可否为“不可”。即，属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能不同时实施两个以上。
关于针对属于操舵感提高功能组(第二功能组)的功能的驾驶辅助子***100(驾驶辅助子***CDM、BRC、DRCC、SATC)的启动可否，只要自身的功能不是“动作中”就全部为“可”。
关于针对属于其他功能(第三功能组)的功能的驾驶辅助子***100(驾驶辅助子***LDW)的启动可否，只要驾驶辅助子***PA或自身的功能不是“动作中”就为“可”。
[指令值调整模块113]
指令值调整模块113监视属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能的驾驶辅助子***100(驾驶辅助子***PA、LKA、TJA)输出的指令值、启动/停止状况，决定针对属于操舵感提高功能组(第二功能组)的功能的驾驶辅助子***100(驾驶辅助子***CDM、BRC、DRCC、SATC)的指令值调整量。
图9是表示指令值调整模块113的输入输出的图。
指令值调整模块113的输入是属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能的驾驶辅助子***100(驾驶辅助子***PA、LKA、TJA)输出的指令值、启动/停止状况。指令值调整模块113的输出是针对属于操舵感提高功能组(第二功能组)的功能的驾驶辅助子***100(驾驶辅助子***CDM、BRC、DRCC、SATC)的指令值调整量。
在属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能的驾驶辅助子***100启动的情况下，指令值调整模块113基于表4所示的启动时指令值调整表来输出指令值调整量。在此，表4所示的值是例示，与车辆的特性匹配地进行调整。
[表4]
启动时指令值调整表按要启动的属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能的驾驶辅助子***100(驾驶辅助子***PA、LKA、TJA)，具有针对属于操舵感提高功能组(第二功能组)的功能的驾驶辅助子***100(驾驶辅助子***CDM、BRC、DRCC、SATC)的指令值调整量。
例如，在驾驶辅助子***TJA启动的情况下，指令值调整模块113将表4的最下行所示的指令值调整量输出给驾驶辅助子***CDM、BRC、DRCC、SATC。具体而言，针对驾驶辅助子***BRC输出“使指令值以10％/s逐渐减小直到指令值为0％”这样的指令值调整量。另外，针对驾驶辅助子***CDM输出“将驾驶模式变更为正常模式”这样的指令值调整量。另外，针对驾驶辅助子***DRCC、SATC输出“使指令值以10％/s逐渐减小直到指令值为50％”这样的指令值调整量。
指令值调整模块113输出对属于操舵感提高功能组(第二功能组)的功能的驾驶辅助子***100的指令值进行调整的指令值调整量，以使启动的属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能的驾驶辅助子***100输出的指令值优先。指令值调整模块113例如针对驾驶辅助子***BRC、DRCC、SATC输出使指令值减少的指令值调整量。指令值调整模块113针对驾驶辅助子***CDM输出使驾驶模式变更为正常模式的指令值调整量，以使特有的功能无效化。
在属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能的驾驶辅助子***100停止的情况下，指令值调整模块113基于表5所示的停止时指令值调整表来输出指令值调整量。在此，表5所示的值是例示，与车辆的特性匹配地进行调整。
[表5]
停止时指令值调整表按要停止的属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能的驾驶辅助子***100(驾驶辅助子***PA、LKA、TJA)，具有针对属于操舵感提高功能组(第二功能组)的功能的驾驶辅助子***100(驾驶辅助子***CDM、BRC、DRCC、SATC)的指令值调整量。
例如，在驾驶辅助子***TJA停止的情况下，指令值调整模块113将表5的最下行所示的指令值调整量输出给驾驶辅助子***CDM、BRC、DRCC、SATC。具体而言，针对驾驶辅助子***BRC、DRCC、SATC输出“使指令值以10％/s逐渐增加直到指令值为100％”这样的指令值调整量。另外，针对驾驶辅助子***CDM输出“将驾驶模式变更为被变更成正常(Normal)模式之前的原来的驾驶模式”这样的指令值调整量。
指令值调整模块113在属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能的驾驶辅助子***100停止的情况下，输出使属于操舵感提高功能组(第二功能组)的功能的驾驶辅助子***100的调整后的指令值复原的指令值调整量。
马达控制模块120接收驾驶辅助子***100输出的指令值，输出驱动电动马达30的信号。如图4所示，马达控制模块120具有转矩控制模块121和电流控制模块122。
转矩控制模块121将基于转矩传感器29输出的操舵转矩Ts运算出的指令值和各驾驶辅助子***100输出的指令值相加而转换为电流指令值。
电流控制模块122进行限制转矩控制模块121输出的电流指令值的最大值等的处理，转换为驱动电动马达30的信号并输出。
[转向请求(SR1、SR2、SR3)]
接下来，对接收到转向请求(SR1、SR2、SR3)的控制部34进行详细说明。图10是接收到转向请求(SR1、SR2、SR3)的控制部34的控制流程图。
如图10所示，在控制部34启动时，控制部34在实施了初始化之后开始控制(步骤S10)。接着，控制部34执行步骤S11。
在步骤S11中，控制部34接收转向请求(SR1、SR2、SR3)。接着，控制部34在步骤S12中判定是否经过了规定期间。在未经过规定期间的情况下，控制部34执行步骤S11，继续接收转向请求。在经过了规定期间的情况下，控制部34执行步骤S13。
在步骤S13中，控制部34通过启动判定模块101判定是否存在需要启动的驾驶辅助子***100。在不存在需要启动的驾驶辅助子***100的情况下，控制部34再次执行步骤S11。在存在需要启动的驾驶辅助子***100的情况下，控制部34执行步骤S14。例如，在步骤S13中判定为驾驶辅助子***PA、LKA、TJA、SATC、LDW能够启动。
在步骤S14中，控制部34通过优先级判定模块111判定能够同时启动的功能的候补。驾驶辅助子***PA、LKA、TJA具有优先级，由优先级判定模块111排他地选择为能够启动候补。在本实施方式中，驾驶辅助子***TJA具有最高的优先级。因此，驾驶辅助子***TJA被判定为能够启动候补，驾驶辅助子***PA、LKA未被判定为能够启动候补。驾驶辅助子***SATC和驾驶辅助子***LDW不具有优先权，不是基于优先级的能够启动候补判定的对象，都被判定为能够启动候补。
控制部34在步骤S14中将驾驶辅助子***TJA、SATC、LDW判定为能够启动候补。接着，控制部34执行步骤S15。
在步骤S15中，控制部34通过启动可否判定模块112，针对被判定为能够启动候补的驾驶辅助子***100，还考虑其他驾驶辅助子***100的动作状况来判定是否能够启动。控制部34基于启动可否判定表，判定驾驶辅助子***TJA、SATC、LDW能够启动。接着，控制部34执行步骤S16。
在步骤S16中，控制部34使驾驶辅助子***TJA、SATC、LDW的驾驶辅助模块102计算基于各功能的针对电动马达30的指令值。接着，控制部34执行步骤S17。
在步骤S17中，控制部34通过指令值调整模块113，决定针对驾驶辅助子***CDM、BRC、DRCC、SATC的指令值调整量。控制部34基于表4所示的启动时指令值调整表，输出驾驶辅助子***TJA启动的情况下的针对驾驶辅助子***CDM、BRC、DRCC、SATC的指令值调整量。接着，控制部34执行步骤S18。
在步骤S18中，控制部34通过指令值输出模块103，基于指令值调整量，调整并输出驾驶辅助模块102计算出的针对电动马达30的指令值。接着，控制部34执行步骤S19。
在步骤S19中，控制部34通过马达控制模块120，接收驾驶辅助子***100输出的指令值，计算针对电动马达30的最终的指令值(最终指令值)。接着，控制部34执行步骤S20。
在步骤S20中，控制部34判定是否使控制结束。在不使控制结束的情况下，控制部34执行步骤S11。在结束控制的情况下，控制部实施步骤S21。
[基本转向请求SR0]
图11是接收到基本转向请求SR0的控制部34内的马达控制模块120的功能框图。由转矩传感器29检测出的操舵转矩Ts和由车速传感器32检测出的车速Vel输入到运算电流指令值Iref1的电流指令值运算部41。电流指令值运算部41基于输入的操舵转矩Ts和车速Vel，使用辅助图表(map)等，运算供给到电动马达30的电流的控制目标值即电流指令值Iref1。
电流指令值Iref1经由加法部42A输入到电流控制模块122内的电流限制部43，限制了最大电流的电流指令值Irefm输入到减法部42B，运算与反馈的马达电流值Im的偏差I(Irefm-Im)。为了改善操舵动作的特性，偏差I输入到PI(比例积分)控制部45。
由PI控制部45进行了PI控制的电压控制值Vref与调制信号(载波)CF一起被输入到PWM控制部46。PWM控制部46运算占空比，根据PWM信号经由马达驱动电路35对电动马达30进行PWM驱动。
马达电流值由马达电流检测单元进行检测，输入到减法部42B中进行反馈。在三相无刷马达的情况下，PWM控制部46由占空比运算部和栅极驱动部构成，所述占空比运算部按照规定的公式针对电压控制值运算3相的PWM占空比值D，所述栅极驱动部以PWM占空比值D驱动作为驱动元件的FET的栅极，并且进行死区时间的补偿而进行导通/截止。马达驱动电路35例如由3相桥构成，各FET以PWM占空比值D导通/截止，由此驱动电动马达30，所述3相桥由U相的上段FET和下段FET构成的上下臂构成。
对加法部42A输入来自各驾驶辅助子***100的输出。例如，在驾驶辅助子***SATC启动的情况下，补偿来自轮胎的自动回正转矩的操舵反作用力。
在驾驶员对方向盘1进行操舵时，转矩传感器29检测操舵转矩Ts。接收到基本转向请求SR0的ECU33基于操舵转矩Ts和车速传感器32检测出的车速Vel，控制电动马达30的驱动，以使操舵转矩Ts变小。由此，通过由ECU33控制的电动马达30对蜗杆31a进行旋转驱动。电动马达30通过对蜗杆31a旋转驱动，能够辅助驾驶员的操舵。
与基本转向请求SR0匹配地，接收到转向请求(SR1、SR2、SR3)的控制部34将驾驶辅助子***100输出的指令值与基于基本转向请求SR0计算出的针对电动马达30的指令值相加，计算并输出最终的针对电动马达30的指令值(最终指令值)。
控制部34有时也将基于基本转向请求SR0计算出的针对电动马达30的指令值置换为属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能的驾驶辅助子***100(驾驶辅助子***PA、LKA、TJA)输出的指令值。该情况下，不管驾驶员的方向盘1的操舵如何，执行属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能的操舵。
根据本实施方式的动力转向装置200，可以使能够同时动作的多个驾驶辅助功能协调地进行动作。特别是，动力转向装置200输出对属于操舵感提高功能组(第二功能组)的功能的驾驶辅助子***100的指令值进行调整的指令值调整量，以使启动的属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能的驾驶辅助子***100输出的指令值优先。另外，在属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能的驾驶辅助子***100停止的情况下，输出使属于操舵感提高功能组(第二功能组)的功能的驾驶辅助子***100的调整后的指令值复原的指令值调整量。因此，能够使属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能与动力转向装置200以往具有的属于操舵感提高功能组(第二功能组)的功能适当协调地进行动作。
根据本实施方式的动力转向装置200，在对属于操舵感提高功能组(第二功能组)的功能的驾驶辅助子***100的指令值进行调整的情况下，能够基于启动时指令值调整表以及停止时指令值调整表，与功能匹配地预先设定指令值的调整方法。因此，在属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能启动或停止的情况下，能够与功能匹配地调整指令值。
以上，参照附图对本发明的第一实施方式进行了详细叙述，但具体的结构并不限定于该实施方式，也包含不脱离本发明的主旨的范围内的设计变更等。另外，在上述的实施方式以及变形例中示出的结构要素能够适当地组合而构成。
(第二实施方式)
参照图12～图14对本发明的第二实施方式进行说明。在以后的说明中，针对与已经说明的结构共通的结构，标注相同的符号而省略重复的说明。
第二实施方式的动力转向装置200B具有与第一实施方式的动力转向装置200一样的结构，仅控制部34的功能的一部分与动力转向装置200不同。
在第二实施方式中，控制部34的功能块具有接收基本转向请求SR0以外的转向请求(SR1、SR2、SR3)的驾驶辅助子***100、仲裁模块110B以及马达控制模块120。
仲裁模块110B具有：优先级判定模块111、启动可否判定模块112以及指令值调整模块113B。
[指令值调整模块113B]
指令值调整模块113B监视属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能的驾驶辅助子***100(驾驶辅助子***PA、LKA、TJA)输出的指令值、启动/停止状况，决定针对属于操舵感提高功能组(第二功能组)的功能的驾驶辅助子***100(驾驶辅助子***CDM、BRC、DRCC、SATC)的指令值调整量。
在第一实施方式中，指令值调整模块113监视属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能的驾驶辅助子***100(驾驶辅助子***PA、LKA、TJA)的启动和停止状况。另一方面，在第二实施方式中，指令值调整模块113B监视属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能的驾驶辅助子***100(驾驶辅助子***PA、LKA、TJA)输出的指令值。
指令值调整模块113B针对驾驶辅助子***100(驾驶辅助子***PA、LKA、TJA)输出的指令值，基于表6所示的指令值调整表输出指令值调整量。
[表6]
注)处理1：将驾驶模式变更为正常模式
处理2：将驾驶模式变更为原来的驾驶模式
通常：调整目标增益
在驾驶辅助子***100(驾驶辅助子***PA、LKA、TJA)输出的指令值符合指令值调整表的条件的情况下，指令值调整模块113B基于指令值调整表输出针对属于操舵感提高功能组(第二功能组)的功能的驾驶辅助子***100(驾驶辅助子***CDM、BRC、DRCC、SATC)的指令值调整量。
图12是指令值调整模块113B基于驾驶辅助子***PA输出的指令值对驾驶辅助子***CDM、BRC、DRCC、SATC输出的指令值调整量。
驾驶辅助子***PA接收转向请求SR1和“目标舵角”作为参数。驾驶辅助子***PA输出的指令值V是在将目标舵角换算为针对电动马达30的电流指令值之后，求出绝对值的移动平均，计算与最大输出电流的比率(％)而得到的值。通过上述的运算，指令值V的位移变缓，能够防止输出的指令值调整量急剧变动。
在驾驶辅助子***PA的指令值V为5％以内的情况下，指令值调整模块113B使驾驶辅助子***DRCC的输出增益以50％/s逐渐增加，最终输出为增益100％的指令值调整量。
在驾驶辅助子***PA的指令值V比5％大的情况下，指令值调整模块113B使驾驶辅助子***DRCC的输出增益以50％/s逐渐减小，输出最终为增益50％的指令值调整量。
在驾驶辅助子***PA的指令值V为10％以内的情况下，指令值调整模块113B使驾驶辅助子***SATC的输出增益以50％/s逐渐增加，输出最终为增益100％的指令值调整量。
在驾驶辅助子***PA的指令值V为20％以下且比10％大的情况下，指令值调整模块113B使驾驶辅助子***SATC的输出增益以50％/s逐渐减小或逐渐增加，输出最终为增益50％的指令值调整量。
在驾驶辅助子***PA的指令值V比20％大的情况下，指令值调整模块113B使驾驶辅助子***SATC的输出增益以50％/s逐渐减小，输出最终为增益0％的指令值调整量。
无论驾驶辅助子***PA的指令值V如何，指令值调整模块113B都不对驾驶辅助子***CDM、BRC输出对指令值进行调整的指令值调整量。
图13是指令值调整模块113B基于驾驶辅助子***LKA输出的指令值对驾驶辅助子***CDM、BRC、DRCC、SATC输出的指令值调整量。
驾驶辅助子***LKA接收转向请求SR1和“目标转矩”作为参数。驾驶辅助子***LKA输出的指令值V是在将目标转矩换算为针对电动马达30的电流指令值之后，求出绝对值的移动平均，计算与最大输出电流的比率(％)而得到的值。通过上述的运算，指令值V的位移变缓，能够防止输出的指令值调整量急剧变动。
在驾驶辅助子***LKA的指令值V为0％的情况下，指令值调整模块113B使驾驶辅助子***BRC的输出增益以10％/s逐渐增加，输出最终为增益100％的指令值调整量。
在驾驶辅助子***LKA的指令值V比0％大的情况下，指令值调整模块113B使驾驶辅助子***BRC的输出增益以10％/s逐渐减小，输出最终设为增益0％的指令值调整量。
例如，用户将驾驶辅助子***CDM的驾驶模式设定为“运动(Sport)模式”。
在驾驶辅助子***LKA启动且驾驶辅助子***LKA的指令值V变得比0％大时，指令值调整模块113B输出驾驶辅助子***CDM的驾驶模式从“运动模式”变更为“正常模式”的指令值调整量(处理1)。
在驾驶辅助子***LKA的指令值V为0％的情况下，指令值调整模块113B输出使驾驶辅助子***CDM的驾驶模式返回到“运动模式”的指令值调整量(处理2)。
无论驾驶辅助子***LKA的指令值V如何，指令值调整模块113B都不对驾驶辅助子***DRCC、SATC输出对指令值进行调整的指令值调整量。
图14是指令值调整模块113B基于驾驶辅助子***TJA输出的指令值对驾驶辅助子***CDM、BRC、DRCC、SATC输出的指令值调整量。
驾驶辅助子***TJA接收转向请求SR1和“目标舵角”作为参数。驾驶辅助子***TJA输出的指令值V是在将目标舵角换算为针对电动马达30的电流指令值之后，求出绝对值的移动平均，计算出与最大输出电流的比率(％)而得到的值。通过上述的运算，指令值V的位移变缓，能够防止输出的指令值调整量急剧变动。
在驾驶辅助子***TJA的指令值V为0％的情况下，指令值调整模块113B使驾驶辅助子***BRC的输出增益以10％/s逐渐增加，输出最终为增益100％的指令值调整量。
在驾驶辅助子***TJA的指令值V比0％大的情况下，指令值调整模块113B使驾驶辅助子***BRC的输出增益以10％/s逐渐减小，输出最终为增益0％的指令值调整量。
在驾驶辅助子***TJA启动且驾驶辅助子***TJA的指令值V变得比0％大时，指令值调整模块113B输出驾驶辅助子***CDM的驾驶模式从“运动模式”变更为“正常模式”指令值调整量(处理1)。
在驾驶辅助子***TJA的指令值V为0％时，指令值调整模块113B输出驾驶辅助子***CDM的驾驶模式返回到“运动模式”的指令值调整量(处理2)。
在驾驶辅助子***TJA的指令值V为5％以内的情况下，指令值调整模块113B使驾驶辅助子***DRCC的输出增益以10％/s逐渐增加，输出最终为增益100％的指令值调整量。
在驾驶辅助子***TJA的指令值V比5％大的情况下，指令值调整模块113B使驾驶辅助子***DRCC的输出增益以10％/s逐渐减小，输出最终为增益50％的指令值调整量。
在驾驶辅助子***TJA的指令值V为10％以内的情况下，指令值调整模块113B使驾驶辅助子***SATC的输出增益以10％/s逐渐增加，输出最终为增益100％的指令值调整量。
在驾驶辅助子***TJA的指令值V为20％以下且比10％大的情况下，指令值调整模块113B使驾驶辅助子***SATC的输出增益以10％/s逐渐减小或逐渐增加，输出最终为增益50％的指令值调整量。
在驾驶辅助子***TJA的指令值V比20％大的情况下，指令值调整模块113B使驾驶辅助子***SATC的输出增益以10％/s逐渐减小，输出最终为增益0％的指令值调整量。
根据本实施方式的动力转向装置200B，在对属于操舵感提高功能组(第二功能组)的功能的驾驶辅助子***100的指令值进行调整的情况下，能够基于指令值调整表来更详细地设定调整方法。因此，能够根据属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能输出的指令值更详细地调整指令值。具体而言，在属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能输出的指令值的大小(绝对值)大的情况下，使属于操舵感提高功能组(第二功能组)的功能的驾驶辅助子***100的指令值逐渐减小为更小的值。由此，在更需要属于自动驾驶功能组的功能的输出的状况下，能够抑制属于操舵感提高功能组(第二功能组)的功能的输出对属于自动驾驶功能组的功能的干扰。另外，在属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能输出的指令值的大小(绝对值)小的情况下，增大属于操舵感提高功能组(第二功能组)的功能的驾驶辅助子***100的指令值，因此，能够抑制操舵不适感。另外，由于使用绝对值的移动平均来进行调整，因此能够抑制瞬间的调整变动，能够抑制操舵感的恶化。
另外，表6所示的目标增益、渐增率以及渐减率是一例，根据各种车辆试验等进行调整。另外，也可以根据属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能输出的指令值的大小(绝对值)来改变渐增率以及渐减率。例如，可以设定为属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能输出的指令值的大小(绝对值)越大则渐减率越快，属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能输出的指令值的大小(绝对值)越小则渐增率越快。
以上，参照附图对本发明的第二实施方式进行了详细叙述，但具体的结构并不限定于该实施方式，也包含不脱离本发明的主旨的范围内的设计变更等。另外，在上述的实施方式以及变形例中示出的结构要素能够适当地组合而构成。
(变形例1)
例如，上述实施方式的动力转向装置200是柱辅助式的电动动力转向装置，但电动动力转向装置的方式并不限定于此。电动动力转向装置可以是下游式的电动动力转向装置，也可以是线控转向式的电动动力转向装置。另外，动力转向装置也能够应用于液压式的动力转向装置。
(变形例2)
例如，上述实施方式的动力转向装置200具有控制电动马达30的驱动以使操舵转矩Ts根据基本转向请求SR0而变小的操舵辅助功能，但动力转向装置的方式并不限定于此。动力转向装置也可以不具有操舵辅助功能，而是基于自动驾驶功能进行操舵的转向装置。
(第三实施方式)
参照附图对本发明的第三实施方式进行说明。在以后的说明中，针对与已经说明的结构共通的结构，标注相同的附图标记而省略重复的说明。第三实施方式的动力转向装置200C与第一实施方式的不同点在于，在属于操舵感提高功能组(第二功能组)的功能的驾驶辅助子***100启动或停止的情况下，对属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能的驾驶辅助子***100的指令值进行调整。
第三实施方式的动力转向装置200C具有与第一实施方式的动力转向装置200一样的结构，仅控制部34的功能的一部分与动力转向装置200不同。
在第三实施方式中，控制部34的功能块具有：接收基本转向请求SR0以外的转向请求(SR1、SR2、SR3)的驾驶辅助子***100、仲裁模块110C以及马达控制模块120。
仲裁模块110C具有：优先级判定模块111、启动可否判定模块112以及指令值调整模块113C。
[指令值调整模块113C]
在第一实施方式中，指令值调整模块113监视属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能的驾驶辅助子***100的启动和停止状况。另一方面，在第三实施方式中，指令值调整模块113C监视属于操舵感提高功能组(第二功能组)的功能的驾驶辅助子***100的启动和停止状况。
指令值调整模块113C针对驾驶辅助子***100(驾驶辅助子***PA、LKA、TJA)输出的指令值，基于表7所示的指令值调整表输出指令值调整量。
[表7]
例如，在驾驶辅助子***BRC的指令值超过阈值的情况下，或者在指令值的绝对值的移动平均超过阈值的情况下，指令值调整模块113C如表7所示，针对驾驶辅助子***LKA输出“使输出增益以50％/s逐渐减小，最终为增益0％”这样的指令值调整量。通过将指令值的绝对值的移动平均与阈值进行比较，能够抑制瞬间的渐减，操舵不适感得以降低。
指令值调整模块113C输出对属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能的驾驶辅助子***100的指令值进行调整的指令值调整量，以使启动的属于操舵感提高功能组(第二功能组)的功能的驾驶辅助子***100输出的指令值优先。指令值调整模块113C针对驾驶辅助子***LKA输出“使输出增益以50％/s逐渐减小，最终为增益0％”的指令值调整量。
指令值调整模块113C在属于操舵感提高功能组(第二功能组)的功能的驾驶辅助子***100停止的情况下，基于表8所示的停止时指令值调整表输出指令值调整量。
[表8]
停止时指令值调整表按要停止的属于操舵感提高功能组(第二功能组)的功能的驾驶辅助子***100(驾驶辅助子***BRC、DRCC、STAC)，具有针对属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能的驾驶辅助子***100(驾驶辅助子***PA、LKA、TJA)的指令值调整量。
例如，在驾驶辅助子***BRC的指令值为阈值以下的情况下，或者在指令值的绝对值的移动平均为阈值以下的情况下，指令值调整模块113C如表8所示，针对驾驶辅助子***LKA输出“使输出增益以50％/s逐渐增加，最终为增益100％”这样的指令值调整量。通过将指令值的绝对值的移动平均与阈值进行比较，能够抑制瞬间的渐增，操舵不适感得以降低。
指令值调整模块113C在属于操舵感提高功能组(第二功能组)的功能的驾驶辅助子***100停止的情况下，输出使属于自动驾驶功能组(第一功能组)的功能的驾驶辅助子***100的调整后的指令值复原的指令值调整量。
根据本实施方式的动力转向装置200C，可以使能够同时动作的多个驾驶辅助功能协调地进行动作。能够使属于自动驾驶功能组(第一功能组)和操舵感提高功能组(第二功能组)的功能同时协调地进行动作。
工业上的可利用性
本发明能够应用于具有如操舵感提高功能组和自动驾驶功能组那样分类为2种以上的功能的驾驶辅助功能的转向装置等。
附图标记说明
200、200B 动力转向装置(转向装置)
1 方向盘
2 转舵机构
20 转向轴
29 转矩传感器
3 操舵辅助机构
30 电动马达
31 减速机构
32 车速传感器
34 控制部
35 马达驱动电路
100 驾驶辅助子***
101 启动判定模块
102 驾驶辅助模块
103 指令值输出模块
110、110B 仲裁模块
111 优先级判定模块
112 启动可否判定模块
113、113B 指令值调整模块
120 马达控制模块
121 转矩控制模块
122 电流控制模块。
Claims (11)
1.一种转向装置，其特征在于，具有：
马达，其辅助或驱动转向；以及
控制部，其控制所述马达，
所述控制部接收与多个驾驶辅助功能相关的转向请求，
所述控制部从存在所述转向请求的所述驾驶辅助功能中选择同时动作的所述驾驶辅助功能，
所述控制部按选择出的所述驾驶辅助功能计算针对所述马达的指令值，
所述控制部基于所述选择出的所述驾驶辅助功能的组合来调整所述指令值，
所述控制部使用调整后的所述指令值来计算针对所述马达的最终指令值。
2.根据权利请求1所述的转向装置，其特征在于，
所述多个驾驶辅助功能包含属于第一功能组的第一驾驶辅助功能和属于第二功能组的第二驾驶辅助功能，
所述控制部在同时动作的所述驾驶辅助功能的选择中，从属于所述第一功能组的所述第一驾驶辅助功能中，基于优先级选择一个所述第一驾驶辅助功能。
3.根据权利请求2所述的转向装置，其特征在于，
所述控制部在同时动作的所述驾驶辅助功能的选择中，从属于所述第二功能组的所述第二驾驶辅助功能中选择存在所述转向请求的所有所述第二驾驶辅助功能。
4.根据权利请求2或3所述的转向装置，其特征在于，
所述控制部计算选择出的所述第一驾驶辅助功能的所述指令值即第一指令值，
所述控制部计算选择出的所述第二驾驶辅助功能的所述指令值即第二指令值，
所述控制部调整所述第二指令值以使所述第一指令值优先，
所述控制部使用所述第一指令值和调整后的所述第二指令值来计算所述最终指令值。
5.根据权利请求4所述的转向装置，其特征在于，
所述控制部在调整所述第二指令值时，使用所述第一指令值的绝对值的移动平均值。
6.根据权利请求2或3所述的转向装置，其特征在于，
所述控制部计算选择出的所述第一驾驶辅助功能的所述指令值即第一指令值，
所述控制部计算选择出的所述第二驾驶辅助功能的所述指令值即第二指令值，
所述控制部调整所述第一指令值以使所述第二指令值优先，
所述控制部使用所述第二指令值和调整后的所述第一指令值来计算所述最终指令值。
7.根据权利请求6所述的转向装置，其特征在于，
所述控制部在调整所述第一指令值时，使用所述第二指令值的绝对值的移动平均值。
8.根据权利请求1～7中任一项所述的转向装置，其特征在于，
所述指令值是针对所述马达的电流指令值、操舵转矩、车速、舵角、舵角速度、舵角加速度的至少1个。
9.根据权利请求2～7中任一项所述的转向装置，其特征在于，
属于所述第一功能组的所述第一驾驶辅助功能是自动驾驶功能，
属于所述第二功能组的所述第二驾驶辅助功能是操舵感提高功能。
10.根据权利请求9所述的转向装置，其特征在于，
所述自动驾驶功能包含停车辅助功能、车道维持辅助功能和拥堵驾驶辅助功能的至少一个。
11.根据权利请求9所述的转向装置，其特征在于，
所述操舵感提高功能包含驾驶模式切换功能、倾斜道路行驶时补偿功能、行驶轨道收敛性控制和自对准转矩补偿的至少一个。
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