[发明专利]电动转向设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种辅助驾驶员的转向操作的电动转向设备。

背景技术

已经公知的是电动转向设备通过从电动机向车辆转向机构施加辅助转矩来辅助驾驶员的转向操作。日本专利第4453012号描述了这种电动转向设备的示例。

日本专利第4453012号的电动转向设备具有第一参考模型和第二参考模型。第一参考模型基于方向盘的转向角来限定目标转向转矩。第二参考模型基于方向盘的转向转矩来限定可转向轮的目标转向角。基于这两个参考模型（理想模型）来控制电动机的驱动。具体地，这个电动转向设备通过执行转矩反馈控制以使实际转向转矩与目标转向转矩一致来确定第一辅助分量，并且通过执行转向角反馈控制以使实际转向角与目标转向角一致来确定第二辅助分量。基于通过将第一辅助分量与第二辅助分量相加而获得的值来控制电动机的驱动。这种配置施加基于第一辅助分量确定的辅助转矩，以使得总是能够将转向转矩设定为最佳值。此外，这种配置施加基于第二辅助分量确定的辅助转矩，以使得能够抵消从可转向轮传递的反向输入振动。

发明内容

当车辆在低μ道路上行驶时，作用在可转向轮上的路面的反作用力小于当车辆在普通道路（高μ道路）上行驶时作用在可转向轮上的路面的反作用力。这给在低μ道路上行驶的驾驶员提供了比在普通道路上行驶时的转向感觉更轻的转向感觉。这种转向感觉的差异使驾驶员能够注意到车辆正在低μ道路上行驶。这样，由于驾驶员可以根据转向感觉来了解路面状况，所以转向感觉对驾驶员来说是重要信息源。

然而，在日本专利第4453012号的电动转向设备中，在行驶期间执行转向角反馈控制总是不考虑路面状况地使实际转向角跟随目标转向角，以使得不考虑路面状况地转向可转向轮。因此，驾驶员发现难以获得反映路面状况的转向感觉。鉴于上述情况，出于使驾驶员能够注意到路面状况的意图，在日本专利第4453012号的电动转向设备中特别需要的是用于使得能够估计在可转向轮在其上移动的路面上的可转向轮的抓握状况（抓握因数）的装置。

因此，本发明的目的是提供一种使得当执行转向角反馈控制时能够估计可转向轮的抓握因数的电动转向设备。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种包括辅助机构和控制器的电动转向设备。辅助机构从电动机向车辆转向机构施加辅助转矩。控制器基于辅助指令值来控制电动机的驱动。控制器包括：第一辅助分量计算单元、转向角指令值计算单元、第二辅助分量计算单元以及辅助指令值计算单元。第一辅助分量计算单元基于传送到转向机构的转向转矩来计算第一辅助分量。转向角指令值计算单元基于转向转矩来计算作为可转向轮的转向角的目标值的转向角指令值。第二辅助分量计算单元执行转向角反馈控制以使可转向轮的转向角与转向角指令值一致，从而计算第二辅助分量。辅助指令值计算单元基于通过将第一辅助分量与第二辅助分量相加而获得的值来计算辅助指令值。控制器基于转向转矩、基于第一辅助分量确定的第一辅助转矩以及基于第二辅助分量确定的第二辅助转矩来估计在可转向轮行驶于其上的路面上的可转向轮的抓握因数。

根据这种配置，执行转向角反馈控制在从电动转向设备作用到可转向轮上的轴向力与从可转向轮行驶于其上的路面作用到可转向轮上的路面反作用力之间建立平衡。可以基于转向转矩、基于第一辅助分量确定的第一辅助转矩以及基于第二辅助分量确定的第二辅助转矩的总数来得到轴向力。路面反作用力与可转向轮行驶于其上的路面上的可转向轮的抓握因数相关。这使得能够基于转向转矩、第一辅助转矩以及第二辅助转矩来估计可转向轮的抓握因数。

在上述电动转向设备中，控制器基于通过将第二辅助转矩除以转向转矩和第一辅助转矩的总和而获得的反作用力量比来优选地估计可转向轮的抓握因数。

基于第一辅助分量确定的第一辅助转矩作用在转向机构上以辅助驾驶员的转向操作。因此，第一辅助转矩在与转向转矩的方向基本相同的方向上进行作用。同时，基于第二辅助分量确定的第二辅助转矩可以在与转向转矩相同的方向上或在与转向转矩的方向相反的方向上进行作用。当第二辅助转矩在与转向转矩的方向相反的方向上进行作用时，转向转矩和第一辅助转矩的总和与第二辅助转矩的大小越接近，这三个值的总数变得越小。换言之，减小了路面反作用力的大小，并且这表明可转向轮的抓握因数的减小。因此，如上述配置中的那样，通过将第二辅助转矩除以转向转矩和第一辅助转矩的总和来获得反作用力量比，可以估计出随着反作用力量比变得更接近-1，可转向轮的抓握因数变得越小。还可以估计出随着反作用力量比远离-1，可转向轮的抓握因数变得越高。